[發(fā)明專利]一種空心填充復合材料絲材的多功能增材制造裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110437344.9
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN112976567B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹毅;馬聚隆;馬浩宇;嚴圣超;李滌塵
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/336;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y40/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

1.一種空心填充復合材料絲材的多功能增材制造裝置，其特征在于，包括送絲管(2)，所述送絲管(2)上段直徑均勻，下段直徑漸縮，所述送絲管(2)直徑漸縮段的外側(cè)設(shè)置有加熱塊(6)，所述送絲管(2)中穿插有空心基材(1)，所述空心基材(1)通過導絲輪(8)導向伸入送絲管(2)中，還包括自動填充裝置(3)，所述自動填充裝置(3)包括混料腔，混料腔上設(shè)置有進料口及出料口，所述出料口穿插在送絲管(2)直徑均勻段和直徑漸縮段的交界處，且出料口的上部設(shè)置有能夠?qū)⒖招幕?1)側(cè)壁剖開的刀片。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心填充復合材料絲材的多功能增材制造裝置，其特征在于，所述空心基材(1)采用空心PEEK管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心填充復合材料絲材的多功能增材制造裝置，其特征在于，所述空心基材(1)的壁厚為0.2mm，直徑為1mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心填充復合材料絲材的多功能增材制造裝置，其特征在于，所述送絲管(2)的直徑均勻段的直徑為1.2mm；所述送絲管(2)的直徑漸縮段末端的直徑為0.8mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心填充復合材料絲材的多功能增材制造裝置，其特征在于，所述送絲管(2)的直徑漸縮段末端的下部設(shè)置有基板(10)。

6.一種空心填充復合材料絲材的多功能增材制造方法，采用權(quán)利要求1-5任一項所述的一種空心填充復合材料絲材的多功能增材制造裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將填充材料通過進料口送入自動填充裝置(3)的混料腔；

步驟二：空心基材(1)在導絲輪(8)的作用下，送入送絲管(2)，在進入加熱塊(6)所在區(qū)域前，刀片將空心基材(1)側(cè)壁剖開，自動填充裝置(3)將選用的填充材料實時填充到空心基材(1)中；

步驟三：包有填充材料的空心基材(1)在到達加熱塊(6)時，外層的空心基材在加熱條件下變成熔融態(tài)，隨著送絲管(2)管徑的漸縮，熔融基質(zhì)緊密的包裹住內(nèi)部的填充材料，減少填充材料之間的空隙并排出內(nèi)部空氣，在送絲管(2)末端噴嘴處，包裹著填充材料的熔融基質(zhì)被擠出，沉積在基板(10)或已經(jīng)沉積在基板(10)上的沉積層(9)上，形成具有填充結(jié)構(gòu)的復合材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種空心填充復合材料絲材的多功能增材制造方法，其特征在于，所述填充材料為單一填充材料或由多種填充材料混合形成的復合填充材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種空心填充復合材料絲材的多功能增材制造方法，其特征在于，當填充材料為單一填充材料時，所述自動填充裝置(3)用于將單一填充材料送入空心基材(1)中；

當填充材料為復合填充材料時，所述自動填充裝置(3)用于將復合填充材料混合均勻后送入空心基材(1)中。