[發(fā)明專利]連續(xù)纖維增強樹脂基復(fù)合材料3D打印絲材制備方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810282910.1
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108407300A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段玉崗;明越科;丁仲秋
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: B29C64/314
• 分類號: B29C64/314;B33Y40/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種連續(xù)纖維增強樹脂基復(fù)合材料3D打印絲材制備方法，其特征在于：選取干纖維絲束和常溫下為固態(tài)的熱固性樹脂預(yù)聚物及其引發(fā)劑、熱塑性樹脂或混合樹脂體系作為制備原料，將纖維絲束依次經(jīng)過多重展紗、分紗、預(yù)浸熱熔樹脂、合紗處理，制得連續(xù)纖維增強樹脂基復(fù)合材料3D打印絲材。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的干纖維絲束是碳纖維、玻璃纖維、凱夫拉纖維中的一種或多種，一根或多根。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法所采用的裝置，其特征在于：包括卷置于放卷機構(gòu)(1)上的纖維絲束(2)，纖維絲束(2)由放卷機構(gòu)(1)放出后依次經(jīng)過放卷導(dǎo)向圓環(huán)(3)、夾持機構(gòu)(4)、導(dǎo)向輪(5)、張力控制輪(6)后接受由下紅外燈(7)和上紅外燈(8)發(fā)出的紅外光雙面輻照，經(jīng)過輻照后纖維絲束依次經(jīng)過展紗機構(gòu)、氣流噴射展紗機構(gòu)(10)后進入預(yù)浸槽(11)預(yù)浸熱熔樹脂，浸漬完全后纖維絲束依次經(jīng)過合紗噴嘴(14)、冷卻機構(gòu)(15)、收卷導(dǎo)向圓環(huán)(16)后纏繞在收卷料筒(17)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于：所述的放卷導(dǎo)向圓環(huán)(3)和收卷導(dǎo)向圓環(huán)(16)為光滑陶瓷圓環(huán)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于：所述的張力控制輪(6)連接力矩電機，通過設(shè)置力矩電機參數(shù)控制整個流程纖維絲束2的張力大小。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于：所述的下紅外燈(7)和上紅外燈(8)功率可調(diào)，通過功率調(diào)節(jié)控制紅外光產(chǎn)生的高溫破壞纖維絲束(2)表面上漿劑的約束，該溫度低于纖維氧化溫度。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于：所述的展紗機構(gòu)包括依次設(shè)置的第一展紗輥(9-1)、第二展紗輥(9-2)、第三展紗輥(9-3)和第四展紗輥(9-4)，第一展紗輥(9-1)采用固定設(shè)置，第二展紗輥(9-2)能夠沿X軸方向運動并振動，第三展紗輥(9-3)能夠沿Z軸方向運動并振動，第四展紗輥(9-4)采用固定設(shè)置，第二展紗輥(9-2)、第三展紗輥(9-3)的振幅、頻率可調(diào)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于：所述的氣流噴射展紗機構(gòu)(10)垂直于纖維絲束(2)輸送方向噴射氣流，沖擊纖維絲束(2)表面，完成展紗。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于：所述的預(yù)浸槽(11)具有加熱、溫控和產(chǎn)生超聲波的功能，預(yù)浸槽(11)中盛放有樹脂(13)，樹脂(13)經(jīng)加熱后，由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，并在超聲波的作用下驅(qū)除氣泡，樹脂(13)中浸沒有分紗機構(gòu)(12)，纖維絲束(2)在超聲波、分紗機構(gòu)(12)的雙重作用下，浸漬粘流態(tài)的樹脂(13)。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于：所述的合紗噴嘴(14)的口徑根據(jù)3D打印設(shè)備對耗材絲束直徑要求來調(diào)節(jié)。