[發(fā)明專利]一種連續(xù)纖維增強構(gòu)件的3D打印成型方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910117095.8 | 申請日： | 2019-02-15 |
| 公開（公告）號： | CN111572016A | 公開（公告）日： | 2020-08-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉軍;趙風(fēng)君;王臻;譚米雪;肖新宇 | 申請（專利權(quán)）人： | 中南大學(xué) |
| 主分類號： | B29C64/118 | 分類號： | B29C64/118;B29C64/135;B29C64/321;B29C64/30;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00 |
| 代理公司： | 長沙永星專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001 | 代理人： | 何方 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 連續(xù) 纖維 增強 構(gòu)件 打印 成型 方法 | ||
1.一種連續(xù)纖維增強構(gòu)件的3D打印成型方法，其特征在于包括：
光敏樹脂與連續(xù)纖維在擠出頭內(nèi)部充分接觸，使連續(xù)纖維表面包裹光敏樹脂，形成復(fù)合前驅(qū)體；
利用3D打印平臺同步進(jìn)行構(gòu)件成型；
在光照條件下，打印過程中光敏樹脂發(fā)生交聯(lián)固化，完成連續(xù)纖維與光敏樹脂的復(fù)合強化，得到連續(xù)纖維增強構(gòu)件；
所述擠出頭包括從上至下依次設(shè)置的送絲裝置、剪斷裝置、擠出腔體和噴嘴，所述送絲裝置設(shè)有第一進(jìn)料端，用于連續(xù)纖維的進(jìn)料口，所述擠出腔體設(shè)有第二進(jìn)料端，第二進(jìn)料端與擠出腔體連通，用于光敏樹脂的進(jìn)料口，以實現(xiàn)連續(xù)纖維和光敏樹脂的同步進(jìn)料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)纖維增強構(gòu)件的3D打印成型方法，其特征在于，所述送絲裝置包括框架、以及設(shè)置于其上的驅(qū)動輪、驅(qū)動電機、從動輪，驅(qū)動輪通過聯(lián)軸器與驅(qū)動電機的輸出軸相連，連續(xù)纖維通過驅(qū)動輪和從動輪之間并夾緊，驅(qū)動輪在驅(qū)動電路控制下轉(zhuǎn)動，帶動連續(xù)纖維向前進(jìn)行送料，通過擠出腔體進(jìn)料端口，進(jìn)入擠出腔體內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)纖維增強構(gòu)件的3D打印成型方法，其特征在于，所述剪斷裝置包括第一刀片、第二刀片，剪斷裝置與3D打印平臺的控制系統(tǒng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)纖維增強構(gòu)件的23D打印成型方法，其特征在于，所述第二進(jìn)料端通過外接導(dǎo)管與蠕動泵連接，進(jìn)行光敏樹脂供料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項所述的連續(xù)纖維增強構(gòu)件的3D打印成型方法，其特征在于，所述連續(xù)纖維的直徑略小于擠出頭噴嘴。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)纖維增強構(gòu)件的3D打印成型方法，其特征在于，所述連續(xù)纖維為韌性連續(xù)纖維、非韌性連續(xù)纖維中的一種；
所述韌性連續(xù)纖維為連續(xù)玻璃纖維、連續(xù)金屬纖維、連續(xù)竹炭纖維、連續(xù)韌性礦物纖維、連續(xù)韌性合成纖維中的一種，韌性連續(xù)纖維質(zhì)硬，本身存在一定塑性，同時存在一定非軸向強度；
所述非韌性連續(xù)纖維為連續(xù)碳纖維、連續(xù)尼龍纖維、連續(xù)芳綸纖維、連續(xù)非韌性天然纖維、連續(xù)非韌性合成纖維中的一種，非韌性連續(xù)纖維質(zhì)軟，本身塑性較好，非軸向強度較低。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)纖維增強構(gòu)件的3D打印成型方法，其特征在于，采用韌性連續(xù)纖維，可直接采用FDM-3D打印平臺進(jìn)行供給打印。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)纖維增強構(gòu)件的3D打印成型方法，其特征在于，采用非韌性連續(xù)纖維，先進(jìn)行表面處理，使其具有一定韌性，再按照韌性連續(xù)纖維的方式進(jìn)行打印，所述表面處理為加熱處理、酸性腐蝕處理、涂覆處理中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)纖維增強構(gòu)件的3D打印成型方法，其特征在于，采用非韌性連續(xù)纖維，對其進(jìn)行表面涂覆處理，包括以下步驟：
(1)將非韌性連續(xù)纖維放入與打印相同材質(zhì)的光敏樹脂中進(jìn)行浸泡，保證纖維與樹脂充分接觸；
(2)浸泡完成后將連續(xù)纖維拉直平放在桌面上，使用光源對其進(jìn)行光照，使表面的光敏樹脂固化完成韌性處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)纖維增強構(gòu)件的3D打印成型方法，其特征在于，采用非韌性連續(xù)纖維，對其進(jìn)行表面涂覆處理，包括以下步驟：
(a)以丙烯酰胺為包覆層對非韌性連續(xù)碳纖維進(jìn)行同軸包覆處理；
(b)使用光源對同軸包覆的連續(xù)纖維進(jìn)行光照，使表面的丙烯酰胺發(fā)生交聯(lián)固化完成硬質(zhì)化。
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