一种用于连续纤维增强复合材料结构成型的多维度增材制造方法技术

本发明专利技术公开一种用于连续纤维增强复合材料结构成型的多维度增材制造方法，通过多维度增材制造，实现连续纤维增强复合材料零件的加工。通过待加工零件的STL文件分析，选择结构分层，将零件分为基材层和纤维层；对基材层进行切片分析，规划打印路径；对纤维层分析生成铺放轨迹、缠绕轨迹；最终生成制造Gcode文件发送给制造设备。本发明专利技术能够突破连续纤维增强复合材料的传统制造方法，即通过增材制造的方法，使连缠绕更快捷、方便实现。通过这种方法，可以直接制造复杂外形的零件，达到快速、低成本制造复杂连续纤维增强复合材料的目的。另一方面，这种制造方式也提升了传统增材制造零件的力学性能，由此拓宽传统增材制造零件的应用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于连续纤维增强复合材料结构成型的多维度增材制造方法
本专利技术涉及机械制造工程领域，特别涉及连续纤维增强复合材料的增材制造方法
技术介绍
连续纤维增强复合材料(FRP)技术是一种常用的复合材料增强技术，广泛应用于航天、航空、汽车制造领域。比如碳纤维增强机翼，碳纤维汽车外壳、碳纤维自行车等。现有的连续纤维增强复合材料成型工艺有手糊成型、缠绕成型、层压成型、编制成型等。这些成型工艺都比较复杂，常需要匹配模具，不适合小批量多样化生产；同时模具成本很高，需要配备的人力也很多。增材制造技术在近些年迅猛发展，人们尝试用增材制造的方法来实现连续纤维增强的复合材料。而现有的研究的实现方式都是三维的多层累加的增材制造，不能实现曲面铺丝技术，也不能实现长丝缠绕成型技术。制造出的复合材料零件层间结合应力差，所以必须寻求一种更能够更加灵活实现连续纤维增强复合材料制造的制造方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于连续纤维增强复合材料结构成型的多维度增材制造方法，来解决现有连续纤维增强复合材料成型方式复杂、制造成本高、制造时间长的问题。同时解决现有增材制造零件结构强度不足，层间结合应力差的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于连续纤维增强复合材料结构成型的多维度增材制造方法，其特征在于：具体包括下述步骤：步骤一：获取待加工零件STL文件，根据零件结构，受力的大小和力学分布，将零件分为基材层和纤维层；纤维层又分为纤维铺放层和纤维缠绕层；步骤二：确定基材层与纤维层材料；步骤三：对基材层进行切片计算，生成切片轨迹；步骤四：规划纤维打印路径，生成纤维铺放层；步骤五：在工件的外表面，进行交叉网格缠绕，构成纤维缠绕层。步骤六：产生制造设备运动Gcode文件，并发送给制造设备，进行加工生产。

【技术特征摘要】
1.一种用于连续纤维增强复合材料结构成型的多维度增材制造方法，其特征在于：具体包括下述步骤：步骤一：获取待加工零件STL文件，根据零件结构，受力的大小和力学分布，将零件分为基材层和纤维层；纤维层又分为纤维铺放层和纤维缠绕层；步骤二：确定基材层与纤维层材料；步骤三：对基材层进行切片计算，生成切片轨迹；步骤四：规划纤维打印路径，生成纤维铺放层；步骤五：在工件的外表面，进行交叉网格缠绕，构成纤维缠绕层。步骤六：产生制造设备运动Gcode文件，并发送给制造设备，进行加工生产。2.如权利要求1所述一种用于连续纤维增强复合材料结构成型的多维度增材制造方法，其特征在于：步骤一中，基材层和纤维层为完全隔开的结构，也可以为相互参合的结构。3.如权利要求1所述一种用于连续纤维增强复合材料结构成型的多维度增材制造方法，其特征在于：步骤一中，基材层为有空洞填充或实心填充。4.如权利要求1所述一种用于连续纤维增强复合材料结构成型的多维度增材制造方法，其特征在于：步骤二中，基材层为单树脂材料或短切纤维增强的树脂材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁希仑，张卡，张武翔，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11