一种压力调控的连续纤维复合材料FDM 3D打印方法技术

本发明专利技术一种压力调控的连续纤维复合材料FDM 3D打印方法属于复合材料熔融沉积3D打印领域，涉及一种通过调控打印挤压力的方式来进行连续纤维复合材料的FDM 3D打印方法。该方法采用压力调控的FDM 3D打印系统，打印系统由连续纤维3D打印机，压力传感器，信息采集模块，Z轴驱动模块和计算机控制系统组成。首先将打印工件三维模型的设置参数导入计算机中，采集实时压力控制，并设置打印挤压力的波动范围；分别执行底层、中间层、顶层打印。采用纯热塑性树脂材料打印顶层，保证表面的平整性。该方法采用控制压力稳定的打印方式，避免了连续纤维在传统等间距打印时发生折断、脱粘等失效破坏，为实现高质量的连续纤维复合材料FDM 3D打印提供了一种有效方法。

【技术实现步骤摘要】
一种压力调控的连续纤维复合材料FDM3D打印方法
本专利技术属于复合材料熔融沉积3D打印领域，涉及一种通过调控打印挤压力的方式来进行连续纤维复合材料的FDM3D打印方法。技术背景随着航空航天事业的迅猛发展，轻质高强的飞机结构对提高飞行性能、降低飞行成本起着至关重要的作用。纤维增强复合材料由于高强度、高模量的优异材料性能，近年来在航空航天领域的应用越来越广泛。传统的纤维增强复合材料构件要经过铺放固化、加工装配等复杂成型过程，且无法满足复杂构件的快速制造要求，大大限制了纤维增强复合材料在复杂结构制造上的推广应用。3D打印是一种区别于传统减材制造技术的成型技术，通过分层切片技术可以直接将零件的三维模型信息转化为数据信息，3D打印机按切片后的数据文件将材料层层堆积快速成型为完整零件。这极大的缩短了制造周期、降低了制造成本。连续纤维复合材料3D打印技术是一种以热塑性树脂材料为基体相，连续纤维为增强相的新型成型技术，可以实现高性能纤维增强复合材料零件快速制造的要求，通过精准控制连续纤维走向、调控纤维含量，获得更高性能的复合材料构件。然而，连续纤维丝与热塑性树脂两相间性能差异巨大，热塑性树脂材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力调控的连续纤维复合材料FDM 3D打印方法，其特征是，该方法采用压力调控的FDM 3D打印系统，打印系统由连续纤维3D打印机，压力传感器，信息采集模块，Z轴驱动模块和计算机控制系统组成；该方法首先将打印工件三维模型的设置参数导入计算机中，采集实时压力控制，并设置打印挤压力的波动范围；分别执行底层、中间层、顶层打印，打印中实时检测打印压力范围；顶层打印时，采用纯热塑性树脂材料打印，保证表面的平整性；方法的具体步骤如下：步骤1安装压力调控的FDM 3D打印系统，导入打印工件三维模型的设置参数；压力调控的FDM 3D打印系统由连续纤维3D打印机、压力传感器、信息采集模块、Z轴驱动模块和计...

【技术特征摘要】
1.一种压力调控的连续纤维复合材料FDM3D打印方法，其特征是，该方法采用压力调控的FDM3D打印系统，打印系统由连续纤维3D打印机，压力传感器，信息采集模块，Z轴驱动模块和计算机控制系统组成；该方法首先将打印工件三维模型的设置参数导入计算机中，采集实时压力控制，并设置打印挤压力的波动范围；分别执行底层、中间层、顶层打印，打印中实时检测打印压力范围；顶层打印时，采用纯热塑性树脂材料打印，保证表面的平整性；方法的具体步骤如下：步骤1安装压力调控的FDM3D打印系统，导入打印工件三维模型的设置参数；压力调控的FDM3D打印系统由连续纤维3D打印机、压力传感器、信息采集模块、Z轴驱动模块和计算机控制系统组成；在连续纤维3D打印机的喷嘴(1)与加热块(3)之间安装压力传感器(2)，压力传感器(2)与信息采集模块连接，信息采集模块与Z轴驱动模块分别与计算机控制系统相连接，Z轴驱动模块与连续纤维3D打印机的打印平台(7)连接；通过计算机控制系统给Z轴驱动模块发出信号以控制打印平台(7)升降；加热块(3)中装有热塑性树脂(4)与连续碳纤维丝(5)；将需要打印的工件三维模型导入计算机中，设置相关的打印参数：层厚间距h与连续碳纤维丝含量n成正比，h＝(0.001n+0.1)mm，打印速度v与喷嘴的锥头外径D成正比，v＝0.8D/s～1.5D/s进行切片，将切片后的打印路径文件输入至3D打印机中；再将压力数值归零，消除安装后的压力误差，开始执行打印；整个打印过程分三个部分，分别是底层打印、中间层打印和顶层打印；步骤2执行底层打印，采集实时压力并设置打印挤压力的波动范围；在底层打印时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福吉，张中标，王公硕，成德，贾振元，张博宇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21