【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强复合材料环状包覆打印喷头
本专利技术属于复合材料3D打印(增材制造)领域，涉及一种纤维增强复合材料环状包覆打印喷头。
技术介绍
3D打印(增材制造)技术，是一种通过材料层层堆积的方式实现三维零件成型的方法。该方法与传统的减材制造相比，一方面提升的加工的几何精度，另一方面大大减少了材料的浪费。此外，该方法还可以实现智能化、数字化的加工和制造，提升了零件试制环节的效率。纤维增强复合材料具有机械性能、化学性能良好，可循环和密度小的特点，其在航空工业和汽车制造等领域应用越来越广。为此，一些科研机构尝试使用3D打印技术实现纤维增强复合材料的打印。目前，短纤维增强复合材料打印的技术已日臻成熟，但成型性能更为优异的连续纤维增强复合材料打印的技术仍处于探索研究阶段。现有技术主要将连续纤维和树脂线材分别送入喷头中，树脂加热熔融后与纤维浸渍混合，受限于喷嘴的内部结构和热力分布，纤维和树脂的浸润效果较差，且纤维极易被树脂流冲散磨损，直接影响打印成型件的力学性能。此外，现有的连续纤维增强复合材料3D打印技术的主要材料为需要前期成型的线材，复杂的线材成型过程和受限的线材尺寸直接...
【技术保护点】
1.一种纤维增强复合材料环状包覆打印喷头，其特征在于：包括送料部分、挤出机构(3)、浸渍腔室(1)、环状包覆喷嘴(2)、测量和控制部分(10)；送料部分包括可称重的料筒(7)、可辅助料筒(7)倾斜倒料的推杆机构(9)、可监测重量的称重模块(8)和连接挤出机构(3)的料斗(6)；挤出机构(3)主要包括提供旋转动力的驱动电机(12)、提供恒定温度的加热环(4)和提供挤出动力的螺杆(5)；浸渍腔室(1)内包含纤维和树脂混合区(17)、加热结构(15)、提供稳压树脂流的高温熔体计量结构(16)、可检测熔体压力和温度的相关测量和控制结构；环状包覆喷嘴(2)包括进口模具(19)和出口模...
【技术特征摘要】
1.一种纤维增强复合材料环状包覆打印喷头，其特征在于：包括送料部分、挤出机构(3)、浸渍腔室(1)、环状包覆喷嘴(2)、测量和控制部分(10)；送料部分包括可称重的料筒(7)、可辅助料筒(7)倾斜倒料的推杆机构(9)、可监测重量的称重模块(8)和连接挤出机构(3)的料斗(6)；挤出机构(3)主要包括提供旋转动力的驱动电机(12)、提供恒定温度的加热环(4)和提供挤出动力的螺杆(5)；浸渍腔室(1)内包含纤维和树脂混合区(17)、加热结构(15)、提供稳压树脂流的高温熔体计量结构(16)、可检测熔体压力和温度的相关测量和控制结构；环状包覆喷嘴(2)包括进口模具(19)和出口模具(20)，并以一定的距离固定在浸渍腔室(1)中，使树脂流环状包覆在纤维(18)周围，产生束型和浸渍两种作用，喷嘴的出口模具(20)的底端(201)为平面，可在复合材料成型后，对其进行压实作用。2.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料环状包覆打印喷头，其特征在于：所述的送料部分可提供稳定的树脂粒料和粉料的定量输送，料筒(7)底部通过螺栓固定在称重模块(8)上；称重模块(8)可实时监测料筒(7)内部树脂质量，反馈给上位机；称重模块(8)和料筒(7)一起安装在具有推杆机构(9)的底座上，当上位机发出送料信号后，推杆机构(9)推动料筒(7)倾斜，即可将树脂材料加入料斗(6)中；料斗(6)底端与挤出机构(3)通过螺纹配合连接，进入料斗(6)的树脂料可被加入到挤出机构(3)的螺杆(5)中，完成加料过程。3.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料环状包覆打印喷头，其特征在于：所述的挤出机构(3)原理为螺杆(5)熔融加压挤出，驱动电机(12)通过减速器(13)和传动结构(11)与螺杆(5)连接，驱动螺杆(5)转动；螺杆(5)包含在挤出机构(3)内部，热量由固定在挤出机构(3)外壁的加热环(4)传递到螺杆(5)，熔化螺杆(5)处的树脂料，并在螺杆(5)的旋转作用下被挤出到端部。4.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料环状包覆打印喷头，其特征在于：所述的浸渍...
【专利技术属性】
技术研发人员：单忠德，范聪泽，战丽，刘丰，刘晓军，
申请(专利权)人：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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