一种长纤维热塑性复合材料构件的三维打印成形方法

摘要

本发明公开了一种长纤维热塑性复合材料构件的三维打印成形方法，属于复合材料成型技术领域，通过将增强纱线扩展成较薄的纱线带，并与牵伸后的树脂带进行充分浸润形成单层预浸纱，单层预浸纱经定型装置挤压后形成具有指定形状和尺寸的预浸丝束，预浸丝束在导向装置的牵引下经压实装置加热熔融后与上一层复合材料粘结在一起，形成复合材料层合结构。该方法通过对连续纤维的展开和基体材料的牵伸，有效提高了纱线与树脂的浸润效果，从而提高纤维与基体的界面结合强度，预浸丝束可以任意角度打印，同时经压实装置压实后，纤维体积分数显著提高，可实现具有复杂结构高性能复合材料构件的增材制造。

主权项

一种长纤维热塑性复合材料构件的三维打印成形方法，其特征在于，具体步骤如下：S1：对复合材料构件CAD模型沿Z向进行分层，生成构件的层片数据和截面轮廓数据；S2：依据当前层片数据，增强纱线经过展纤机构（3）预加热并形成具有指定宽度的纱线带；同时将相应配比的热塑性树脂经过牵伸机构（2）制成具有指定宽度的树脂膜； S3：将树脂膜加热熔融，包覆纱线带，使熔融树脂充分浸润纱线带，形成单层预浸纱，预浸纱挤压后形成具有指定形状和尺寸的预浸丝束；S4：通过CAD驱动控制预浸丝束进行任意方向的打印，沿打印路径进行同步加热加压固化，完成当前层复合材料打印；S5：基台下移一定高度，继续采用步骤S2、S3和S4进行下一层的打印；S6：完成所有层打印后，将复合材料构件从基台上取下，经过机加工后完成制备。