[發(fā)明專利]一種復合材料原位熔融混合打印裝置及其方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310021054.5
• 申請日: 2023-01-06
• 公開（公告）號: CN115972565A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 王玉;鄧梓光;于穎
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/336;B29C64/386;B29C64/393;B33Y40/00;B33Y50/00;B33Y50/02;B33Y70/10
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 廖程

1.一種復合材料原位熔融混合打印裝置，其特征在于，包括相互連通的第一送料部和第二送料部，所述第一送料部的底部和第二送料部的底部均連接至混合熔融腔(22)，所述混合熔融腔(22)連接有噴嘴(14)，所述第一送料部按照設定的對應控制指令將塑料顆粒料加熱熔融后輸送至混合熔融腔(22)；

所述第二送料部按照設定的對應控制指令將短切纖維粒料加熱熔融后輸送至混合熔融腔(22)；

所述混合熔融腔(22)用于將塑料顆粒料和短切纖維粒料均勻混合，并在腔體壓力作用下將混合后的材料輸送至噴嘴(14)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合材料原位熔融混合打印裝置，其特征在于，所述第一送料部和第二送料部均包括轉(zhuǎn)速可控的步進電機(1)，所述步進電機(1)連接有螺桿(5)，所述螺桿(5)設置于導管(9)內(nèi)，所述步進電機(1)根據(jù)設定的對應控制指令驅(qū)動螺桿(5)在導管(9)內(nèi)發(fā)生移動，所述導管(9)的頂端連接有進料口(7)，所述導管(9)的底端設置有加熱塊(13)，所述加熱塊(13)的內(nèi)部空間構(gòu)成加熱熔融腔(21)，所述加熱熔融腔(21)與混合熔融腔(22)相連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復合材料原位熔融混合打印裝置，其特征在于，所述步進電機(1)通過第一聯(lián)軸器(4)與螺桿(5)相連接，所述步進電機(1)通過第一固定片(2)連接有第一螺栓(3)，所述第一螺栓(3)與導管(9)相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種復合材料原位熔融混合打印裝置，其特征在于，所述第一螺栓(3)與導管(9)之間連接有第二固定片(6)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復合材料原位熔融混合打印裝置，其特征在于，所述導管(9)的外部套設有散熱管(10)，所述散熱管(10)的底部通過彈簧(11)與加熱塊(13)相連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種復合材料原位熔融混合打印裝置，其特征在于，所述導管(9)的外部與散熱管(10)之間設置有鎖緊套筒(8)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復合材料原位熔融混合打印裝置，其特征在于，所述混合熔融腔(22)內(nèi)設置有攪拌器(20)，所述攪拌器(20)連接安裝于攪拌電機(15)的輸出端。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種復合材料原位熔融混合打印裝置，其特征在于，所述攪拌電機(15)通過第二聯(lián)軸器(17)與攪拌器(20)相連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種復合材料原位熔融混合打印裝置，其特征在于，所述攪拌電機(15)通過第三固定片(16)連接有第二螺栓(18)，所述第二螺栓(18)通過連接片(19)與加熱塊(13)相連接。

10.一種復合材料原位熔融混合打印方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將待打印的零件在相應工況下進行有限元分析，得到零件對應的網(wǎng)格節(jié)點的應力信息數(shù)據(jù)；

S2、在應力可視化軟件中對應力信息數(shù)據(jù)進行處理，得到多條不同的應力等值線；

S3、將位于兩條不同應力等值線之間的區(qū)域劃分為應力等值區(qū)域，不同應力等值區(qū)域?qū)奶祭w維含量不同；

S4、根據(jù)第一送料部和第二送料部對應的容積、以及預設的打印出絲速度，確定出第一送料部和第二送料部對應的加料滯后量；

根據(jù)加料速度與電機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，確定出不同碳纖維含量對應步進電機的轉(zhuǎn)速；

S5、將加料滯后量與步進電機的轉(zhuǎn)速信息增加至現(xiàn)有打印機的G代碼中，通過G代碼指令，控制在不同區(qū)域打印出不同碳纖維含量的打印絲，完成功能梯度材料的打印過程。