[發(fā)明專利]一種制備3D打印用連續(xù)長碳纖維復合材料的生產線

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• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113733399A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 張帆;貴樹峰;張俊;涂一文;崔坤騰;譚躍剛
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B29B15/08
• 分類號: B29B15/08;B29B15/12;B29B15/14;B29C64/314;B33Y40/10
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 徐小洋

1.一種制備3D打印用連續(xù)長碳纖維復合材料的生產線，其特征在于，包括：

原絲組件，所述原絲組件包括驅動端和出料端，所述出料端連接于所述驅動端的輸出軸，碳纖維原絲纏繞于所述出料端，以供所述驅動端驅使所述出料端供料至下一工位；

一次浸潤裝置，包括分絲組件、浸潤組件、干燥組件和拉絲組件一，所述分絲組件、所述浸潤組件、所述干燥組件和所述拉絲組件依次設置，所述出料端供料的碳纖維原絲依次經過所述分絲組件、所述浸潤組件、所述干燥組件和所述拉絲組件，以用于對碳纖維原絲進行一次塑形；

二次浸潤裝置，包括熱熔組件、水冷組件和拉絲組件二及至少一個基體絲材進料組件，所述熱熔組件、所述水冷組件和所述拉絲組件依次設置，所述基體絲材進料組件設置于所述熱熔組件的側壁，一次塑形后的碳纖維原絲依次經過所述熱熔組件、所述水冷組件和所述拉絲組件，以用于對碳纖維原絲進行熔融浸潤及二次塑形；

卷絲組件，所述卷絲組件包括驅動件和收料端，所述收料端連接于所述驅動端，以供所述驅動端驅使所述收料端完成收料。

2.根據權利要求1所述的制備3D打印用連續(xù)長碳纖維復合材料的生產線，其特征在于：所述原絲組件還包括支撐架和轉軸，所述出料端為滾筒，所述驅動端為供絲電機，所述轉軸轉動連接于所述支撐架，所述滾筒套設于所述轉軸，所述供絲電機設置于所述支撐架的側壁且其輸出軸連接于所述轉軸，以驅使所述轉軸帶動所述滾筒轉動。

3.根據權利要求2所述的制備3D打印用連續(xù)長碳纖維復合材料的生產線，其特征在于：所述分絲組件包括分絲板，所述分絲板相對所述滾筒設置且開設有多個分絲孔，以供碳纖維原絲均勻分割為多束后分別穿設多個所述分絲孔。

4.根據權利要求3所述的制備3D打印用連續(xù)長碳纖維復合材料的生產線，其特征在于：所述浸潤組件包括浸潤箱、浸漬輥和塑形噴嘴一，所述浸潤箱相對所述分絲板設置且其內部中空頂部開口，所述浸漬輥的數量為多個，其內置于所述浸潤箱且間隔設置，所述浸潤箱內置有樹脂溶液并浸沒所述浸漬輥，所述浸潤箱靠近所述分絲板的一側開設有多個相對所述分絲孔的進料孔，所述塑形噴嘴一設置于所述浸潤箱的另一側，多束碳纖維原絲經所述進料孔進入浸潤箱后繞過多個所述浸漬輥并形成楔形空間，以供多束碳纖維原絲完成樹脂溶液的第一次浸潤。

5.根據權利要求4所述的制備3D打印用連續(xù)長碳纖維復合材料的生產線，其特征在于：所述干燥組件包括固定架和銅管，所述固定架設置于所述浸潤箱的另一側，所述銅管連接于所述固定架且相對所述塑形噴嘴一設置。

6.根據權利要求5所述的制備3D打印用連續(xù)長碳纖維復合材料的生產線，其特征在于：所述拉絲組件一包括支撐塊、橡膠滾子一、橡膠滾子二、滾子固定架及拉絲電機，所述支撐塊相對所述銅管設置，所述橡膠滾子一轉動連接于所述支撐塊，所述滾子固定架的一端鉸接于所述支撐塊，所述橡膠滾子二轉動連接于所述滾子固定架的另一端，轉動所述滾子支撐架以驅使所述橡膠滾子一、所述橡膠滾子二緊密相連并形成供碳纖維原絲穿過的通道，所述拉絲電機設置于所述支撐塊的一側且其輸出軸連接于所述橡膠滾子一。

7.根據權利要求6所述的制備3D打印用連續(xù)長碳纖維復合材料的生產線，其特征在于：所述熱熔組件包括熱熔塊、進絲銅管、塑形噴嘴二、喉管和散熱器，所述熱熔塊內部開設有熱熔腔，所述熱熔塊的側壁開設有至少一個基體絲材進料流道并與所述熱熔腔相連通，所述進絲銅管和所述塑形噴嘴二分別設置于所述熱熔塊的兩端且與所述熱熔腔相連通，其中，所述進絲銅管相對所述支撐塊設置，所述喉管設置于所述熱熔塊的側壁且其一端連接至所述基體絲材進料流道，所述散熱器設置于所述喉管的外壁。

8.根據權利要求7所述的制備3D打印用連續(xù)長碳纖維復合材料的生產線，其特征在于：所述水冷組件包括水冷箱、儲水箱和水泵，所述水冷箱相對所述塑形噴嘴二設置且內部中空頂部開口，所述水冷箱的底部還開設有出水孔且其側壁開設有用于碳纖維原絲穿過的開槽，所述儲水箱設置于所述水冷箱的底部，所述水泵內置于所述儲水箱且其輸出端設置于所述水冷箱。