一种3D打印制备长纤维增强金属基复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种3D打印制备金属基复合材料的方法，它涉及一种利用3D打印成形技术制备纤维增强金属基体复合材料的工艺方法。本发明是为了解决柔性导向三维织造技术中导向柱升降及排布不够灵活、长纤维增强金属基体复合材料中零件预制体织造难度大、金属液浸渗预制体工艺复杂、成本高、成品率低等问题。主要方法为：以多种金属和长纤维为原材料，在三维织造纤维预制体的过程中采取3D打印成形技术打印成形导向柱，以逐层编织逐层打印的方式制备零件。该方法实现了长纤维增强金属基复合材料的纤维织造与金属液浸渗成形一体化，大幅度提高了零件的制造效率。

主权项

一种3D打印制备长纤维增强金属基复合材料的方法，其特征在于，以长纤维束和多种金属为成形原材料，根据零件的轮廓和层片信息，利用3D打印成形技术完成每层导向柱的打印以及纤维层间金属的喷射沉积成形，利用三维织造成形技术根据零件的轮廓和层片信息完成纤维编织，具体包括以下步骤：（1）根据零件实际尺寸，完成零件的三维CAD建模，利用软件对零件的三维CAD模型进行分层处理并得到轮廓和层片以及零件相关材料信息；（2）将零件的轮廓和层片信息输入到成形机的控制系统中，系统自动生成零件的3D打印导向柱以及纤维三维织造路径程序；（3）3D打印成形机根据打印程序首先在工作平台上打印出一层导向柱；（4）三维织造成形机根据三维织造程序以步骤（3）打印的导向柱为导向完成对应层纤维的编织；（5）3D打印成形机根据打印程序完成该层织造纤维间的金属沉积成形；（6）一层成形完毕后，形成新的成形表面，打印成形设备上移一定高度；（7）重复步骤3~6直至零件制备完成。