一种连续长纤维增强复合材料3D打印机及其打印方法

摘要

一种连续长纤维增强复合材料3D打印机及其打印方法，利用3D打印技术，结合复合材料纤维铺放技术，实现了树脂基连续长纤维增强复合材料的3D打印，该过程中无需预先定制模具以及预先处理过的纤维预浸带，大大降低了成本；同时，采用3D打印的方法，更好、更方便地控制所制造零件中增强纤维的方向，更容易得到具有定制化力学性能的复合材料零件，可实现具有复杂结构的复合材料零件的快速制造；相对于原有的复合材料纤维铺放工艺，本发明应用范围更广、生产效率更高。

主权项

一种连续长纤维增强复合材料3D打印机，包括3D打印头(5)，3D打印头(5)安装在二维运动平台(11)上，3D打印头(5)的下方设有工作台(12)，工作台(12)和升降装置(21)连接，工作台(12)的左右连接有增强纤维(1)和塑料丝(8)的料盘(2)，增强纤维(1)经过张紧装置(3)、纤维导向管(4)送入到3D打印头(5)中，塑料丝材(8)经过塑料丝导向管(9)也送入到3D打印头(5)中；所述的3D打印头(5)包括打印头螺杆(6)，打印头螺杆(6)的外部连接打印头螺杆外壳(10)，打印头螺杆(6)的根部和大传动轮(16)连接，大传动轮(16)通过传动皮带(15)、小传动轮(14)和打印头步进电机(13)连接，打印头螺杆(6)、打印头螺杆外壳(10)的端头连接有喷嘴(7)，打印头螺杆(6)设有中空孔道，增强纤维(1)经过纤维导向管(4)穿过打印头螺杆(6)的中空孔道，到达喷嘴(7)，打印头螺杆外壳(10)的根部设有塑料丝导向管(9)，塑料丝材(8)经过塑料丝导向管(9)缠绕在打印头螺杆(6)上，进入到喷嘴(7)处，打印头螺杆外壳(10)靠近喷嘴(7)处连接有加热装置(17)和温控器(18)，喷嘴(7)外设有剪切装置(20)。