[發明專利]連續纖維增強高性能樹脂復合材料原位增材制造設備

有效

• 申請號: 202110832015.4
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113619106B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 傅建中;牛成成;欒叢叢;沈洪垚;姚鑫驊;徐冠華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C64/165
• 分類號: B29C64/165;B29C64/209;B29C64/241;B29C64/236;B29C64/20;B33Y30/00;B33Y70/10
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 彭劍

1.一種連續纖維增強高性能樹脂復合材料原位增材制造設備，其特征在于，包括支撐架、打印頭和打印熱床；

所述的支撐架包括上支撐板以及與上支撐板通過三個支撐立柱固定的下支撐板，每個支撐立柱上均設有可沿支撐立柱上下滑動的滑塊，所述的滑塊上鉸接有支撐桿；所述的打印熱床固定在下支撐板上；

所述的打印頭包括：上連接板、與上連接板通過固定柱連接的下連接板、設置在上連接板和下連接板之間的四個樹脂料盤和一個纖維料盤、與上連接板上端面固定的旋轉機構、與下連接板下端面固定的噴嘴；所述噴嘴的進料端設有分別與四個樹脂料盤和一個纖維料盤對應的五個進料口；所述的旋轉機構分別與三根支撐桿的一端鉸接；

所述噴嘴的進料端設有一個纖維進料口和四個樹脂進料口；其中，纖維進料口位于中心，四個樹脂進料口均勻布置在纖維進料口的四周，與纖維進料口的間距為15～25mm；噴嘴在纖維進料口和樹脂進料口之間的位置設有加熱模塊和溫控模塊；所述噴嘴的出料端設有一個纖維出料口和四個樹脂出料口，四個樹脂出料口均勻布置在纖維出料口的四周，與纖維出料口的間距為0.2～2.5mm；

所述的旋轉機構包括：固定在電機連接板上的旋轉電機，所述旋轉電機的輸出端通過聯軸器與旋轉固定連接件連接，所述的旋轉固定連接件與上連接板固接；所述電機連接板的下方固定有第一連接板，第一連接板和軸承固定外殼的上端固定；所述的軸承固定外殼內設有第一軸承、滑電環和第二軸承；第一軸承的內圈通過彈性墊圈固定在滑電環上；第二軸承的內圈與旋轉固定連接件過盈配合；軸承端蓋與軸承固定外殼固接，用于將第二軸承的外圈固定。

2.根據權利要求1所述的連續纖維增強高性能樹脂復合材料原位增材制造設備，其特征在于，每個支撐立柱均包括兩根平行布置的光桿和一根由絲桿電機驅動的絲桿，所述的滑塊套設在光桿和絲桿上，通過絲桿電機驅動絲桿旋轉來帶動滑塊沿著光桿上下滑動。

3.根據權利要求1所述的連續纖維增強高性能樹脂復合材料原位增材制造設備，其特征在于，所述下連接板的下端面固定有四個擠出機，四個擠出機的輸入端分別與四個樹脂料盤一一對應，四個擠出機的輸出端分別與噴嘴的四個樹脂進料口連接。

4.根據權利要求3所述的連續纖維增強高性能樹脂復合材料原位增材制造設備，其特征在于，所述的擠出機通過喉管與樹脂進料口連接，所述喉管的一端與樹脂進料口螺紋連接，喉管的另一端通過緊定螺釘與擠出機的輸出端固定；所述的喉管內以及纖維進料口內分別設有用于樹脂材料和纖維材料通過的聚四氟乙烯管。

5.根據權利要求1所述的連續纖維增強高性能樹脂復合材料原位增材制造設備，其特征在于，所述的上連接板與下連接板之間至少設有兩根固定柱，所述的下連接板上還設有至少一根豎桿；所述的固定柱和豎桿上均設有水平支撐桿，所述的樹脂料盤和纖維料盤可轉動的套設在對應的水平支撐桿上。

6.根據權利要求1所述的連續纖維增強高性能樹脂復合材料原位增材制造設備，其特征在于，所述的纖維料盤設置在四個樹脂料盤的中間位置。