[發明專利]一種碳纖維熱塑性復合材料智能結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201711243975.7
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN109849325B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 姚鑫驊;欒叢叢;劉加朋;劉丞哲;傅建中
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C64/10
• 分類號: B29C64/10;B29C64/379;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y80/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 徐敏

1.一種碳纖維熱塑性復合材料智能結構的制造方法，其特征在于，所述碳纖維熱塑性復合材料智能結構包括熱塑性復合材料基體和多個最小單元模塊，每個最小單元模塊中包括一組孔道，對應每組孔道設置至少一組碳纖維和電極，其制造方法包括以下步驟：

步驟1：根據智能結構的形狀和內部結構計算打印路徑；

步驟2：打印熱塑性復合材料基體，且在基體中留出至少一組孔道，每組孔道包括相互靠攏并且沿著相同方向延伸的兩條孔道；

步驟3：根據計算的路徑在步驟2的打印間隙中，在已打印的熱塑性復合材料基體上打印碳纖維，并添加電極到打印好的碳纖維層中；

步驟4：向每組孔道的兩條孔道中分別注入不同組份樹脂膠，同一組的兩條孔道中的樹脂在孔道發生破壞時相遇后會發生固化。

2.如權利要求1所述的碳纖維熱塑性復合材料智能結構的制造方法，其特征在于，步驟4中，如果孔道是貫通的，則在步驟2打印結束后進行灌注樹脂膠。

3.如權利要求1所述的碳纖維熱塑性復合材料智能結構的制造方法，其特征在于，步驟4中，如果孔道是密封在所述熱塑性復合材料基體中的，則在步驟2打印完孔道后灌注樹脂膠。

4.如權利要求1所述的碳纖維熱塑性復合材料智能結構的制造方法，其特征在于，步驟3中，每組孔道配合打印至少一組碳纖維，配合打印的碳纖維沿著對應的孔道延伸。

5.如權利要求2所述的碳纖維熱塑性復合材料智能結構的制造方法，其特征在于，步驟3中，配合打印的碳纖維與對應的孔道沿徑向的間隔距離小于0.5倍的孔道最大直徑。

6.如權利要求1所述的碳纖維熱塑性復合材料智能結構的制造方法，其特征在于，步驟2中，相鄰組的孔道沿徑向的間隔距離大于1倍孔道最大直徑。

7.如權利要求1所述的碳纖維熱塑性復合材料智能結構的制造方法，其特征在于，步驟2中，同組內的兩孔道沿徑向的中心間隔距離大于1.5倍孔道最大直徑，小于2倍孔道最大直徑。

8.如權利要求1所述的碳纖維熱塑性復合材料智能結構的制造方法，其特征在于，步驟4中，采用的不同組份樹脂膠為丙烯酸酯AB膠的A組分和B組分。

9.如權利要求1所述的碳纖維熱塑性復合材料智能結構的制造方法，其特征在于，步驟2中，所述熱塑性復合材料基體采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，聚乳酸，聚醚醚酮，聚碳酸酯，聚乙烯，聚酰胺中的至少一種。

10.一種碳纖維熱塑性復合材料智能結構，其特征在于，包括通過如權利要求1～9任一權利要求所述的制造方法打印得的復合材料智能結構以及與電極連接的電阻測量裝置。