【技术实现步骤摘要】
一种连续纤维增强3D打印复合材料熔融浸渍系统及方法
本专利技术属于连续纤维增强热塑性高分子复合材料领域，具体涉及一种连续纤维增强3D打印复合材料熔融浸渍系统及方法。
技术介绍
连续纤维热塑性复合材料是将连续纤维和热塑性树脂经过熔融浸渍等工艺，使纤维充分浸润在树脂基体中而制备的复合材料，具备质轻、高强、耐腐蚀等一系列优点，作为传统材料的良好替代品，被广泛应用在航空航天、汽车、轮船、高铁、运动器材等领域。传统工艺是将纤维展丝之后送入树脂熔融模头中，并施加一定的压力，将树脂均匀分散到纤维内部。但是一般而言，连续纤维直径较小，树脂粘度较大，二者之间的界面能垒较高，树脂很难在纤维之间充分浸润。因此，设计出有效的浸渍系统和浸渍组件，成为本领域的难点。针对上述现象，公开号为CN108099051A的专利公开了一种挤出浸渍设备和浸渍方法，通过独特设计的波纹状浸渍腔，能够使连续纤维带浸渍效果均匀，同时断裂的纤维能够被带出浸渍区，提高生产的稳定性和生产效率；但是该挤出浸渍设备结构和操作相对较复杂，且浸渍过程中，连续纤维易断裂，存在纤维堵...
【技术保护点】
1.一种连续纤维增强3D打印复合材料熔融浸渍方法，其特征在于包括：/n使连续的干连续纤维束从挤出浸渍装置的挤出模头中通过，并将树脂以所述挤出浸渍装置挤出，使熔融的树脂均匀包覆所述连续纤维束，获得预浸渍连续纤维束；/n对所述预浸渍连续纤维束进行压延展丝处理，使熔融的树脂均匀分散到纤维束内部，获得连续纤维浸渍带；/n对所述连续纤维浸渍带进行热熔集束处理。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种连续纤维增强3D打印复合材料熔融浸渍方法，其特征在于包括：
使连续的干连续纤维束从挤出浸渍装置的挤出模头中通过，并将树脂以所述挤出浸渍装置挤出，使熔融的树脂均匀包覆所述连续纤维束，获得预浸渍连续纤维束；
对所述预浸渍连续纤维束进行压延展丝处理，使熔融的树脂均匀分散到纤维束内部，获得连续纤维浸渍带；
对所述连续纤维浸渍带进行热熔集束处理。
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强3D打印复合材料熔融浸渍方法，其特征在于，包括：在使连续干纤维束在保持绷直的状态下从挤出浸渍装置的挤出模头中通过；优选的，施加在所述连续干纤维束上的张力为5-200N。
3.根据权利要求1所述的连续纤维增强3D打印复合材料熔融浸渍方法，其特征在于，包括：将连续的干纤维束从放料架上引出，再从所述挤出浸渍装置中通过，并以收卷装置收卷；优选的，所述放料架包括张力辊，用以使所述干纤维束在放料架与挤出浸渍装置之间保持绷直。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的连续纤维增强3D打印复合材料熔融浸渍方法，其特征在于：所述挤出浸渍装置为螺杆挤出机，其中螺杆转速为1-300rad/min；和/或，所述挤出浸渍装置的挤出机温度为RT～500℃。
5.根据权利要求1所述的连续纤维增强3D打印复合材料熔融浸渍方法，其特征在于：所述干纤维束包括无机和/或有机纤维，优选的，所述干纤维包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的任意一种或多种的组合；和/或，所述干纤维束的丝束大小为1～24K；和/或，所述树脂采用热塑性树脂，优选的，所述树脂包括PEEK、PEKK、PA6、PA66、PA12、PP、PC、PLA、ABS、PE、PPS、PI、PMMA、PVC、POM、PET中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的连续纤维增强3D打印复合材料熔融浸渍方法，其特征在于：所述压延展丝处理采用的压力为1～20MPa，温度为RT～800℃；
和/或，所述热熔集束处理的温度为RT～800℃；和/或，所述热熔集束处理采用的热熔集束装置的集束装置纤维入口直径为1～10mm，集束装置纤维出口直径为0.3～6mm。
7.根据权利要求1所述的连续纤维增强3D打印复合材料熔融浸渍方法，其特征在于，还包括：在完成所述热熔集束处理后，对所获得复合纤维束进行冷却、收卷处理；优选的，所述收卷处理采用的收卷线速度为1-30m/min；优选的，采用冷却装置进行所述的冷却处理，调温范围为0～80℃。
技术研发人员：邹东升，张永毅，翟建峰，朱军，段满玉，李畅东，牛宇涛，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院，
类型：发明
国别省市：江西;36
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