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(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CN112026164A(43)申请公布日2020.12.04(21)申请号202010824461.6B33Y40/00(2020.01)(22)申请日2020.08.17(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人肖鸿李婷明越科郭文辉段玉岗(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人贺建斌(51)Int.Cl.B29C64/10(2017.01)B29C64/194(2017.01)B29C64/20(2017.01)B33Y30/00(2015.01)权利要求书3页说明书6页附图6页(54)发明名称一种双喷头混杂连续纤维增强复合材料3D打印装置及方法(57)摘要一种双喷头混杂连续纤维增强复合材料3D打印装置及方法,包括3D打印机框架及其上安装的双喷头打印模块;双喷头打印模块包括喷头支撑板20,喷头支撑板20上安装有2个打印头、1个剪切机构以及喷头导向机构;2个打印头分别安装在喷头支撑板的中心线两侧,在喷头导向机构的驱动下,实现一个打印头下移时,另一个打印头上移同等距离;剪切机构为平面四连杆机构,安装在打印头的下方,通过对剪切机构的控制,实现一个剪切机构对两个打印头上的连续纤维复合材料的剪切;3D打印机框架包括X、Y、Z三轴运动机构及其上安装的打印平台,X、Y、Z三轴运动机构上的外部支撑框架顶部安装有2个收卷轮;本发明打印混杂连续纤维增强复合材料构件和复杂结构。CN112026164ACN112026164A权利要求书1/3页1.一种双喷头混杂连续纤维增强复合材料3D打印装置,其特征在于:包括3D打印机框架及其上安装的双喷头打印模块;所述的双喷头打印模块包括喷头支撑板(20),喷头支撑板(20)上安装有2个打印头、1个剪切机构以及喷头导向机构;2个打印头分别安装在喷头支撑板(20)的中心线两侧,在喷头导向机构的驱动下,实现一个打印头下移时,另一个打印头上移同等距离;剪切机构为平面四连杆机构,安装在打印头的下方,通过对剪切机构的控制,实现一个剪切机构对两个打印头上的连续纤维复合材料的剪切;3D打印机框架包括X、Y、Z三轴运动机构,Y轴运动机构上安装有打印平台(38),X、Y、Z三轴运动机构安装在外部支撑框架(26)上,外部支撑框架(26)顶部安装有2个收卷轮(27)。2.根据权利要求1所述的一种双喷头混杂连续纤维增强复合材料3D打印装置,其特征在于:所述的打印头包括打印头电机(2),打印头电机(2)安装在电机座(1)上,电机座(1)和零件安装板(3)固定在一起,电机座(1)侧壁上设有侧耳(101);打印头电机(2)输出轴上连接有主动轮(4),主动轮(4)和从动轮(5)啮合,从动轮(5)安装在零件安装板(3)上,从动轮(5)上的从动轮轴(51)一端和对挤轮(6)接触,对挤轮(6)安装在外壳盖(12)的轮轴上,且位于从动轮轴(51)的水平偏心处;对挤轮(6)和从动轮轴(51)之间穿过有纤维丝束(11),纤维丝束(11)再依次穿过喉管(7)、加热块(8)和喷嘴(9),加热块(8)上设有树脂进料管(10),纤维丝束(11)在加热块(8)内和树脂发生浸渍。3.根据权利要求2所述的一种双喷头混杂连续纤维增强复合材料3D打印装置,其特征在于:所述的剪切机构包括剪刀,剪刀由2根连杆(17)和2个细长剪切刀片(18)铰接成一个平面四连杆机构;两细长剪切刀片(18)通过其中部的螺纹孔安装在剪切支座(19)的刀片安装轴(191)上,形成一把剪刀似的X型机构,刀片安装轴(191)位于两打印头的喷嘴(9)中心线上;细长剪切刀片(18)的剪切端用于剪断纤维丝束(11),细长剪切刀片(18)的另一端分别与两连杆(17)铰接,两连杆(17)的另一端铰接在剪切滑块(16)的连杆安装轴(161)上,剪切滑块(16)安装在剪切螺杆(14)和剪切导向杆(15)上,剪切螺杆(14)和剪切导向杆(15)均安装在剪切支座(19)上,剪切螺杆(14)端头与剪切电机(13)的输出轴连接,剪切电机(13)安装在剪切支座(19)上。4.根据权利要求3所述的一种双喷头混杂连续纤维增强复合材料3D打印装置,其特征在于:所述的剪切机构在打印零件表面上方1mm处,不会对打印零件表面造成干涉;所述的细长剪切刀片(18)的厚度为1mm,当2个细长剪切刀片(18)闭合后,细长剪切刀片(18)的剪切端刚好能到达喷嘴(9)处,实现纤维丝束(11)的切断;当剪切滑块(16)在剪切螺杆14上左右滑动时,细长剪切刀片(18)的剪切端会绕刀片安装轴(191)旋转,从而能实现一个剪切机构对两个打印头中的两根纤维丝束(11)的剪切。5.根据权利要求1所述的一种双喷头混杂连续