连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113619106A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202110832015.4B29C64/20(2017.01)(22)申请日2021.07.22B33Y30/00(2015.01)B33Y70/10(2020.01)(71)申请人浙江大学地址310013浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人傅建中牛成成栾丛丛沈洪垚姚鑫骅徐冠华(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人彭剑(51)Int.Cl.B29C64/165(2017.01)B29C64/209(2017.01)B29C64/241(2017.01)B29C64/236(2017.01)权利要求书2页说明书5页附图7页(54)发明名称连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备(57)摘要一种连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备，包括支撑架、打印头和打印热床；支撑架包括上支撑板以及与上支撑板通过三个支撑立柱固定的下支撑板，每个支撑立柱上均设有可沿支撑立柱上下滑动的滑块，滑块上铰接有支撑杆；打印热床固定在下支撑板上；打印头包括：上连接板、与上连接板通过固定柱连接的下连接板、设置在上连接板和下连接板之间的四个树脂料盘和一个纤维料盘、与上连接板上端面固定的旋转机构、与下连接板下端面固定的喷嘴；喷嘴的进料端设有分别与四个树脂料盘和一个纤维料盘对应的五个进料口；旋转机构分别与三根支撑杆的一端铰接。利用本发明，可以实现多种树脂材料和连续碳纤维的原位浸渍挤出。CN113619106ACN113619106A权利要求书1/2页1.一种连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备，其特征在于，包括支撑架、打印头和打印热床；所述的支撑架包括上支撑板以及与上支撑板通过三个支撑立柱固定的下支撑板，每个支撑立柱上均设有可沿支撑立柱上下滑动的滑块，所述的滑块上铰接有支撑杆；所述的打印热床固定在下支撑板上；所述的打印头包括：上连接板、与上连接板通过固定柱连接的下连接板、设置在上连接板和下连接板之间的四个树脂料盘和一个纤维料盘、与上连接板上端面固定的旋转机构、与下连接板下端面固定的喷嘴；所述喷嘴的进料端设有分别与四个树脂料盘和一个纤维料盘对应的五个进料口；所述的旋转机构分别与三根支撑杆的一端铰接。2.根据权利要求1所述的连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备，其特征在于，每个支撑立柱均包括两根平行布置的光杆和一根由丝杆电机驱动的丝杆，所述的滑块套设在光杆和丝杆上，通过丝杆电机驱动丝杆旋转来带动滑块沿着光杆上下滑动。3.根据权利要求1所述的连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备，其特征在于，所述喷嘴的进料端设有一个纤维进料口和四个树脂进料口；其中，纤维进料口位于中心，四个树脂进料口均匀布置在纤维进料口的四周，与纤维进料口的间距为15～25mm；喷嘴在纤维进料口和树脂进料口之间的位置设有加热模块和温控模块；所述喷嘴的出料端设有一个纤维出料口和四个树脂出料口，四个树脂出料口均匀布置在纤维出料口的四周，与纤维出料口的间距为0.2～2.5mm。4.根据权利要求3所述的连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备，其特征在于，所述下连接板的下端面固定有四个挤出机，四个挤出机的输入端分别与四个树脂料盘一一对应，四个挤出机的输出端分别与喷嘴的四个树脂进料口连接。5.根据权利要求4所述的连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备，其特征在于，所述的挤出机通过喉管与树脂进料口连接，所述喉管的一端与树脂进料口螺纹连接，喉管的另一端通过紧定螺钉与挤出机的输出端固定；所述的喉管内以及纤维进料口内分别设有用于树脂材料和纤维材料通过的聚四氟乙烯管。6.根据权利要求1所述的连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备，其特征在于，所述的旋转机构包括：固定在电机连接板上的旋转电机，所述旋转电机的输出端通过联轴器与旋转固定连接件连接，所述的旋转固定连接件与上连接板固接。7.根据权利要求6所述的连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备，其特征在于，所述电机连接板的下方固定有第一连接板，第一连接板和轴承固定外壳的上端固定；所述的轴承固定外壳内设有第一轴承、滑电环和第二轴承；第一轴承的内圈通过弹性垫圈固定在滑电环上；第二轴承的内圈与旋转固定连接件过盈配合；轴承端盖与轴承固定外壳固接，用于将第二轴承的外圈固定。8.根据权利要求1所述的连续纤维增强高性能树脂复合材料原位增材制造设备，其特征在于，所述的上连接板与下连接板之间至少设有两根固定柱，所述的下连接板上还设有至少一根竖杆；所述的固定柱和竖杆上均设有水平支撑杆，所述的树脂料盘和纤维料盘可转动的套设在对应的水平支撑杆上。