【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷基复合材料3D打印成型装置和打印成型方法
本专利技术涉及连续纤维增强复合材料增材制造成型
，具体而言涉及一种结合静电纺丝技术的陶瓷基复合材料3D打印成型装置和打印成型方法。
技术介绍
连续纤维作为增强相能够显著提高复合材料的力学性能，常用的基体材料包括高分子材料与陶瓷材料。传统的连续纤维增强聚合物复合材料的制备方法主要为连续纤维浸渍模压成型，连续纤维增强陶瓷基复合材料的制备方法主要为化学气相渗透、沉积成型等方式。这些成型方式无法制备出形状复杂的制件，成型自由度低。增材制造技术的出现为复杂形状制件的制备提供了可能，目前针对连续纤维增强复合材料的增材制造技术主要集中在纤维增强聚合物的增材制造上，且主要使用熔体材料包覆市售的连续纤维长丝实现材料的复合，材料的设计自由度低，且纤维与基体的结合强度弱。专利号为CN108858660A的专利技术中提及一种连续纤维增韧陶瓷基复合材料增材制造装置及其制造方法，对陶瓷材料内部结构的数字化控制，通过刮刀、纤维挤出头与基板的交替工作，将长纤维规律的嵌入陶瓷基体，大幅改...
【技术保护点】
1.一种陶瓷基复合材料3D打印成型装置，其特征在于，所述装置包括机架、纤维纺丝系统、铺料系统、固化成型系统和控制单元；/n所述固化成型系统包括激光扫描机构、成型平台、成型缸和Z轴升降机构；所述激光扫描机构位于成型平台的上方；所述成型平台安装在成型缸顶部，与Z轴升降机构连接并可随Z轴升降机构做间歇性Z轴上下线性运动；/n所述纤维纺丝系统包括纤维聚合物料盒、纤维喷头、滑块、X-Y平面运动机构和高压电源；所述聚合物料盒与纤维喷头互相连接并且均固定在滑块上，滑块安装在X-Y平面运动机构上并可沿X方向滑动；所述高压电源与控制单元电连接，用于根据控制单元的控制指令在纤维喷头与成型平台之...
【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基复合材料3D打印成型装置，其特征在于，所述装置包括机架、纤维纺丝系统、铺料系统、固化成型系统和控制单元；
所述固化成型系统包括激光扫描机构、成型平台、成型缸和Z轴升降机构；所述激光扫描机构位于成型平台的上方；所述成型平台安装在成型缸顶部，与Z轴升降机构连接并可随Z轴升降机构做间歇性Z轴上下线性运动；
所述纤维纺丝系统包括纤维聚合物料盒、纤维喷头、滑块、X-Y平面运动机构和高压电源；所述聚合物料盒与纤维喷头互相连接并且均固定在滑块上，滑块安装在X-Y平面运动机构上并可沿X方向滑动；所述高压电源与控制单元电连接，用于根据控制单元的控制指令在纤维喷头与成型平台之间施加高压电场，使纤维聚合物料盒内的连续纤维材料采用静电纺丝技术经由纤维喷头铺设在成型平台上；
所述铺料系统包括相互连接的基体材料料盒和基体材料喷头；基体材料料盒和基体材料喷头均安装在滑块上与聚合物料盒相邻位置；所述控制单元与基体材料喷头连接，通过控制材料进给量，使基体材料料盒内的基体材料经基体材料喷头铺设在成型平台上，并包裹预铺设的连续纤维材料；
所述的X-Y平面运动机构、高压电源、激光扫描机构、成型缸、Z轴升降机构均安装在机架上；所述控制单元分别通过控制线路控制：(1)纤维喷头、基体材料喷头的运动路径，(2)连续纤维材料和基体材料的挤出速率，(3)高压电源的供给量，(3)成型平台的升降路径，(5)激光扫描机构的扫描固化路径。
2.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料3D打印成型装置，其特征在于，所述聚合物料盒与基体材料料盒中材料的挤出由压缩空气或机械传动驱动。
3.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料3D打印成型装置，其特征在于，所述激光扫描机构的光源波长范围为350-460nm。
4.一种基于权利要求1-3任意一项所述的陶瓷基复合材料3D打印成型装置的打印成型方法，其特征在于，所述打印成型方法包括：
S1，将需要制备的零件三维模型导入切片软件中，设置包括分层厚度、纤维填充率、扫描速率在内的加工参数，得到零件三维模型的分层...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊志伟，廖文和，张凯，刘婷婷，邹志永，闫志隆，陈丹，顾明飞，陈香媛，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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