A method of manufacturing in situ braiding material for continuous fiber reinforced composites is made. First, the data of three dimensional components are separated to get the required manufacturing data for printing and weaving, and then the woven fibers are pre grouped and prearranged, and the printing technique of continuous fiber reinforced composite material is used to complete the printing movement. A printing layer is formed; while the nozzle is moved, the traverse is quickly woven on the back end of the nozzle. At this time, the resin in the mixture impregnated and solidified the filament, and formed a braiding layer on the printing layer; repeated printing and knitting until the target sample thickness was reached, that is, the target was completed. The integrated manufacturing process of printing and weaving of samples; the invention can realize the integration and unification of the process of printing and weaving of high performance continuous fiber reinforced composite members with complex structures under the condition of simple mechanism and without mould, and realize the anisotropy of the component, especially the controllability of the Z to interlayer properties. .
【技术实现步骤摘要】
一种连续纤维增强复合材料的原位编织增材制造方法
本专利技术属于先进制造
,具体涉及一种连续纤维增强复合材料的原位编织增材制造方法。
技术介绍
连续纤维增强复合材料是航空航天、国防军工等领域的重要支撑,其使用量成为衡量相关领域先进程度的重要指标,其制造技术是关键。目前,按照结构划分,连续纤维增强复合材料的制造技术包括层压/缠绕工艺和编织工艺。其中,层压/缠绕工艺较为简单,适用范围广,但存在材料层间结合强度低、性能各向异性等问题。编织工艺利用编织方法制作三维分布的纤维预制体,再利用热压等方法浸渍树脂得到复合材料,可制造材料性能均衡的构件,但纤维编织工序复杂,且难以实现复杂结构的制造。近年来,研究人员专利技术了连续纤维复合材料的增材制造方法(田小永等.中国专利ZL2014103256503,2014年;单忠德等.中国专利CN106515041A,2017年;李隆球等.中国专利CN106493946A,2017年;中国专利CN107127972A,2017年),解决了传统连续纤维复合材料制造中需要模具、工序复杂、复杂结构难以实现等难题。但是,现有复合材料增材制造方法均基于层压/缠绕工艺,依然存在材料层间结合强度、性能各向异性等问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种连续纤维增强复合材料的原位编织增材制造方法,可在无模具条件下,实现复杂结构的高性能连续纤维增强复合材料构件打印成型和纤维编织过程的集成与统一。为了达到上述目的,本专利技术采取的技术方案为:一种连续纤维增强复合材料的原位编织增材制造方法,包括以下步骤:a)对三维构件 ...
【技术保护点】
1.一种连续纤维增强复合材料的原位编织增材制造方法,其特征在于,包括以下步骤:a)对三维构件的数据进行分层离散:对目标样件(8)的三维数据进行离散处理、路径规划、工艺参数设定,得到打印和编织所需的制造数据;b)对待编织的纤维丝进行预分组与预定型:纤维丝(3)的分组由编织器的分组完成,编织器是由若干导线器(5)的集合组成,对纤维丝(3)的分组即为对连接纤维丝(3)的导线器(5)的分组排列;在打印过程中,纤维丝(3)的一端固定在打印层(1)上,纤维丝(3)的另一端则被分别安装到不同的导线器(5)上,导线器(5)进行独立运动,带动纤维丝(3)进行相应的编织动作;编织器之间不发生空间干涉,且其编织操作与打印操作也不发生空间干涉;纤维丝(3)的预定型由目标样件(8)的形状决定,并且在预定型之前由导线器(5)前端的绕线器(4)给予纤维丝(3)预紧力将其拉紧,编织器的编织形式由目标构件(8)的扫描方式和扫描轨迹决定,即编织器的拓扑结构与当前打印层/编织层的拓扑结构相同;c)形成打印层:利用连续纤维增强复合材料打印技术完成打印动作,即由喷头(6)挤出的纤维/熔融树脂混合物(7),在喷头(6)沿扫描路径 ...
【技术特征摘要】
1.一种连续纤维增强复合材料的原位编织增材制造方法,其特征在于,包括以下步骤:a)对三维构件的数据进行分层离散:对目标样件(8)的三维数据进行离散处理、路径规划、工艺参数设定,得到打印和编织所需的制造数据;b)对待编织的纤维丝进行预分组与预定型:纤维丝(3)的分组由编织器的分组完成,编织器是由若干导线器(5)的集合组成,对纤维丝(3)的分组即为对连接纤维丝(3)的导线器(5)的分组排列;在打印过程中,纤维丝(3)的一端固定在打印层(1)上,纤维丝(3)的另一端则被分别安装到不同的导线器(5)上,导线器(5)进行独立运动,带动纤维丝(3)进行相应的编织动作;编织器之间不发生空间干涉,且其编织操作与打印操作也不发生空间干涉;纤维丝(3)的预定型由目标样件(8)的形状决定,并且在预定型之前由导线器(5)前端的绕线器(4)给予纤维丝(3)预紧力将其拉紧,编织器的编织形式由目标构件(8)的扫描方式和扫描轨迹决定,即编织器的拓扑结构与当前打印层/编织层的拓扑结构相同;c)形成打印层:利用连续...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱伟军,尚俊凡,田小永,罗盟,李涤尘,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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