一种连续纤维增强复合材料螺杆挤出3D打印装置.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CN107756787A(43)申请公布日2018.03.06(21)申请号201711237115.2B33Y10/00(2015.01)(22)申请日2017.11.30(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)发明人田小永罗盟刘腾飞尚俊凡李涤尘(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.B29C64/176(2017.01)B29C64/112(2017.01)B29C64/321(2017.01)B33Y40/00(2015.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种连续纤维增强复合材料螺杆挤出3D打印装置(57)摘要一种连续纤维增强复合材料螺杆挤出3D打印装置，包括喷头，喷头连接在下套筒底部，下套筒顶部外侧和下固定板连接，下套筒顶部穿过下固定板，和上套筒底部连接，上套筒顶部连接上固定板，在上固定板侧边设有料筒，料筒底部通过料筒连接件和上套筒连接，在上套筒、下套筒内腔设有螺杆，螺杆上部通过轴承连接在上套筒内，螺杆的顶端伸出上固定板外；本发明通过螺杆挤出，保留原有的打印过程中同步送料和送纤维的工艺优点，从而实现连续纤维复合材料3D打印的高效率、高精度及高适应性制件。CN107756787ACN107756787A权利要求书1/1页1.一种连续纤维增强复合材料螺杆挤出3D打印装置，包括喷头(2)，其特征在于：喷头(2)连接在下套筒(3)底部，下套筒(3)顶部外侧和下固定板(5)连接，下套筒(3)顶部穿过下固定板(5)，和上套筒(4)底部连接，上套筒(4)顶部连接上固定板(6)，在上固定板(6)侧边设有料筒(8)，料筒(8)底部通过料筒连接件(7)和上套筒(4)连接，在上套筒(4)、下套筒(3)内腔设有螺杆(1)，螺杆(1)上部通过轴承(9)连接在上套筒(4)内，螺杆(1)的顶端伸出上固定板(6)外。2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强复合材料螺杆挤出3D打印装置，其特征在于：所述的上套筒(4)分别与上固定板(6)、与下固定板(5)和下套筒(3)均通过螺纹孔对齐，用螺栓来实现相对固定连接，保证上固定板上螺纹通过孔(601)、上套筒螺杆配合孔(401)、下固定板螺杆通过空(501)以及下套筒螺杆配合孔(302)四孔的中轴线重合，并偏心分布于同一侧，同时保证螺杆(1)在其轴承内接段(101)与轴承(9)内径配合，上套筒(4)的纤维送入孔(402)与下套筒(3)的纤维通过孔(301)分布在同一侧，其中纤维通过孔(301)与下套筒(3)和上套筒(4)的外壁同中心轴分布。3.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强复合材料螺杆挤出3D打印装置，其特征在于：所述的上套筒(4)一侧与料筒连接件(7)通过螺纹孔配合实现相对固定连接，料筒连接件(7)通过螺纹孔配合实现与料筒(8)的相对固定连接，保证原料依次通过料筒(8)上的入料孔(801)、料筒连接件(7)上的连接件过料孔(701)和上套筒(4)上的上套筒过料孔(403)。4.一种连续纤维增强复合材料螺杆挤出3D打印装置的打印方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将热塑性原料投放入料筒(8)的入料孔(801)，然后依次通过连接件过料孔(701)、上套筒过料孔(403)从而与螺杆(1)接触，在螺杆(1)旋转作用下挤压推进；同时，连续纤维则依次通过纤维送入孔(402)、纤维通过孔(301)，最终与喷头(2)内部熔融态原料结合；2)通过挤出口(201)实现连续纤维复合材料的挤出，在配合系统控制打印基板在X、Y、Z平面内的运动下，从而实现复合材料的螺杆挤出打印制件。2CN107756787A说明书1/3页一种连续纤维增强复合材料螺杆挤出3D打印装置技术领域[0001]本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种连续纤维增强复合材料螺杆挤出3D打印装置。背景技术[0002]3D打印技术是指打印头在程序控制下，按照当前层的截面信息进行材料填充制造，然后再通过层层累加快速制造出所需零件，由于其可制造任意复杂零件以及拥有较好的打印自由度，在工业生产及日常生活中越来越具有实际应用价值。[0003]连续纤维增强热塑性复合材料的3D打印，作为新近开展的一种高性能打印技术，相比短纤维及长纤维增强复合材料打印具有打印工艺简单、打印周期短、制件部分强度显著提高等优点，已在部分工业化应用领域中得到关注。正是因为连续纤维复合材料具有着极大的研究及应用潜力，因此从提高其打印效率、制件成功率、制件精度等方面出发，进行现有设备的工艺屏障及难点分析，从而开发研究新的装置和工艺就显得更加意义非凡。[0004]现有的连续纤维复合材料打印大多是在结合传统的FDM工艺基础