[實用新型]一種連續纖維混料噴嘴、分散混入擠出裝置及3D打印機

有效

• 申請號: 202120362030.2
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN214726533U
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 胡雨辰;秦川;馬巖
• 申請（專利權）人: 上海大界機器人科技有限公司
• 主分類號: B29C64/209
• 分類號: B29C64/209;B29C64/314;B29C64/336;B33Y30/00;B33Y40/10
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 解文霞

本實用新型提供了一種連續纖維混料噴嘴，包括噴嘴和送絲管，所述的噴嘴含有熔融流道、絲管通道和混料腔，所述的熔融流道與混料腔連通，用于導入擠出材料；所述的送絲管設于絲管通道內，其導絲口與噴嘴的外部連通。本實用新型提供的連續纖維分散混料噴嘴和擠出機，能將增強纖維束絲連續均勻的分散布置在打印材料中，有效增加了連續纖維3D打印的成型強度，且解決了現有融合技術中存在的開裂風險，極大增強了3D打印構件的強度。另外，本實用新型還能根據擠出量及打印速度調整纖維絲的送絲速度。

技術領域

本實用新型涉及連續纖維3D打印裝置技術領域。

背景技術

FDM3D技術已經誕生很多年，但受限于材料本身，所生產的產品無法應對較高強度要求的使用場景。傳統的纖維增強3D打印材料是將短切纖維混入到母料中，但因為短切纖維是離散和不連續的，且長度有限，所提供的強度增益并不是很大，所以仍不能滿足高強度需求。

為此，又誕生了連續纖維打印技術，將3D打印材料熔融作為粘接劑把纖維粘附在一起。在這樣的打印件中纖維平穩地分布載荷，是一種非常堅固且質地輕的復合材料，能極大增強產品的結構強度。常規的連續纖維3D打印是將熔融堆積材料均勻地附著在連續纖維之上，纖維材料和打印材料層疊，纖維材料上下相鄰的打印材料不能很好的融合，在受力時有開裂的可能。

實用新型內容

本實用新型的目的就是解決現有技術中存在的上述不足，提供一種應用于連續纖維3D打印的混料噴嘴，能將增強纖維束絲在打印材料中連續、均勻的布置后擠出。

為達上述目的，本實用新型采取的技術方案如下：

一種連續纖維混料噴嘴，包括噴嘴和送絲管，所述的噴嘴含有熔融流道、絲管通道和混料腔，所述的熔融流道與混料腔連通，用于導入擠出材料；所述的送絲管設于絲管通道內，其導絲口與噴嘴的外部連通。

進一步，所述的絲管通道有多個，各自獨立且均勻的分布于噴嘴上部；優選1-16個。相應的，所述的送絲管設有多個，分別設于絲管通道內，送絲管與絲管通道接觸處密封。

進一步，所述的送絲管的出絲口與噴嘴的出料口水平高差為-6～6mm；更進一步，其水平高差為0～6mm，送絲管的出絲口設于混料腔內。

進一步，所述的送絲管內徑1-3mm，壁厚0.1-2mm。

進一步，所述的熔融流道與混料腔為L型一體化通道。工作時，熔融流道與3D打印擠出機的噴嘴出料口連通，導入擠出材料到混料腔與連續纖維絲混融后一起從噴嘴擠出。

本實用新型還提供一種連續纖維分散混入擠出裝置，包括本專利的連續纖維混料噴嘴、擠出機和纖維絲供料盤，所述的纖維絲供料盤設于送絲管的上方，用于向各送絲管內導入纖維絲；所述的擠出機與連續纖維混料噴嘴連接，用于向熔融流道內輸入擠出材料。

進一步，所述的擠出機包括驅動裝置、擠出螺桿、擠出噴嘴、料斗、料筒和加熱圈，所述的擠出螺桿設于料筒內，所述的料斗的出料口與料筒的進料口連通，所述的驅動裝置與擠出螺桿連接，所述的擠出噴嘴與料筒的出料口連通，所述的加熱圈設于料筒側壁。

所述的擠出噴嘴與連續纖維混料噴嘴的熔融流道連通，打印材料受加熱圈加熱融化后被擠出螺桿壓縮擠出料筒，到達擠出噴嘴后進入熔融流道，然后進入混料腔。

進一步，所述的纖維絲供料盤包括料盤支架、從動輪、主動輪、電機和轉動帶，所述的從動輪、主動輪和電機分別設于料盤支架上，所述的轉動帶套設于從動輪和主動輪上，所述的電機用于驅動主動輪，所述的從動輪用于安置纖維絲盤。

工作時，纖維絲盤在從動輪的帶動下連續下放纖維絲到送絲管，各束纖維絲從各自的送絲管出口出來即被混料腔內的熔融擠出材料包裹，并在擠出力及拖拽力的作用下，不斷從送絲管中抽出，增強纖維束絲均勻的分散到連續纖維混料噴嘴的出料口，即3D打印擠出材料的截面。