[發明專利]一種纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印方法及裝置

在審

• 申請號: 201710852259.2
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107498858A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 段玉崗;丁仲秋;明越科
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B29C64/165
• 分類號: B29C64/165;B29C64/314;B33Y30/00;B33Y70/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印裝置，其特征在于，包括放卷裝置(1)、輸送裝置(2)、張力控制裝置(3)、樹脂槽(4)、熱熔預浸混合腔(5)、低能電子束發射器(8)和打印平臺(9)，其中，樹脂槽(4)內裝有熱固性樹脂，熱熔預浸混合腔(5)上設置有打印噴嘴(6)，輸送裝置(2)設置在放卷裝置(1)與熱熔預浸混合腔(5)之間，樹脂槽(4)與熱熔預浸混合腔(5)相連通；纖維干絲料卷置于放卷裝置(1)上，通過輸送裝置(2)驅動以及張力控制裝置(3)調節，將纖維干絲束輸送進入熱熔預浸混合腔(5)中，纖維干絲被熱固性樹脂預浸后由打印噴嘴(6)輸出，鋪設于打印平臺(9)或已打印的纖維層面上，再經過隨動低能電子束發射器(8)輻照固化，完成打印。

2.根據權利要求1所述的一種纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印裝置，其特征在于，輸送裝置(2)包括兩個相同的用于夾持纖維干絲束的輸送機構，并且張力控制裝置(3)設置在兩個輸送機構之間。

3.根據權利要求1所述的一種纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印裝置，其特征在于，熱熔預浸混合腔(5)與豎直方向呈30°～60°設置。

4.根據權利要求1所述的一種纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印裝置，其特征在于，熱熔預浸混合腔(5)下部出口處通過螺紋連接件連接打印噴嘴(6)。

5.根據權利要求4所述的一種纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印裝置，其特征在于，螺紋連接件上固定有牽引導向輥(7)。

6.根據權利要求1所述的一種纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印裝置，其特征在于，熱熔預浸混合腔(5)上部通過管道連接樹脂槽(4)。

7.根據權利要求1所述的一種纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印裝置，其特征在于，熱熔預浸混合腔(5)內壁上設置若干用于約束纖維干絲束并使纖維干絲束呈折線形式通過熱熔預浸混合腔(5)的導輪。

8.根據權利要求1所述的一種纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印裝置，其特征在于，低能電子束發射器(8)垂直于打印平臺(9)，低能電子束發射器(8)發射低能電子束能量為80Kev～300Kev，束流小于等于25mA；纖維干絲為碳纖維、玻璃纖維中的一種或兩種，并且數量為一根或多根。

9.一種基于權利要求5中任意一項所述裝置的纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印方法，其特征在于，熱固性樹脂在氣壓推力作用下，由樹脂槽(4)進入熱熔預浸混合腔(5)中，纖維干絲料卷置于放卷裝置(1)上，通過輸送裝置(2)驅動以及張力控制裝置(3)調節，將纖維干絲束輸送進入熱熔預浸混合腔(5)中；熱熔預浸混合腔(5)中纖維干絲被熱固性樹脂均勻預浸后，然后通過打印噴嘴(6)輸出，鋪設于打印平臺(9)或已打印的纖維層面上，再經過低能電子束發射器(8)輻照固化，完成打印。

10.一種根據權利要求9所述纖維增強熱固性樹脂基復合材料3D打印方法，其特征在于，打印噴嘴(6)將纖維干絲束塑形成圓形截面絲束輸出后再經過牽引導向輥(7)壓成矩形截面絲束，鋪設于打印平臺(9)或已打印的纖維層面上。