一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置，包括复合材料挤出装置和固化装置，所述复合材料挤出装置包括喷嘴；所述固化装置包括壳体和与壳体连通的通风管，所述通风管下端设置有出风口，所述出风口设置在喷嘴的出口下方；所述壳体上端设置有进风口，所述壳体中安装有风扇和加热丝。在固化装置中安装加热丝，可以控制固化温度，避免了复合材料打印时，热量无法传递至较高层，使得较高层材料不能及时得到固化，从而保证浆料不会因为过软而发生塌陷，也不会因为浆料干燥出现分层现象，提高打印精度。提高打印精度。提高打印精度。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置


[0001]本技术属于3D打印设备
，具体涉及一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置。

技术介绍

[0002]3D打印作为一种新型的成型制造技术，它的特点是可以直接以数字模型为基础，不需要任何工装夹具就可以完成复杂结构三维实体的快速打印，能够最大程度的降低制造成本。通过多年的发展，已经形成了种类繁多的3D打印技术，陶瓷3D打印技术已被广泛应用于制造各种形状复杂的陶瓷制品，但陶瓷材料固有的脆性，极大地限制了其在承载力大、可靠性高等
的广泛应用，为此，人们研究发现以纤维为增强材料的陶瓷基复合材料能够提高其力学性能。然而，到目前为止，陶瓷材料的3D打印技术更多地应用于制备单一材料和短切纤维增强复合材料。对现有的连续纤维增强陶瓷基复合材料3D打印装置进行研究，发现其存在以下不足：
[0003]现有陶瓷3D打印平台虽有一定的加热功能，但对具有多层结构的复合材料，打印平台发出的热量无法传递至较高层，使得挤出的浆料不能及时得到固化，造成材料塌陷，影响打印成型精度。同时，没及时固化的复合材料在后续成型过程中易于出现纤维偏心，导致力学性能不佳。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置，保证浆料不会因为过软而发生塌陷。
[0005]为达到上述目的，本技术所述一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置，包括复合材料挤出装置和固化装置，所述复合材料挤出装置包括喷嘴；所述固化装置包括壳体和与壳体连通的通风管，所述通风管下端设置有出风口，所述出风口设置在喷嘴的出口下方；所述壳体上端设置有进风口，所述壳体内安装有风扇和加热丝。
[0006]进一步的，进风口处安装有挡风板支架，挡风板支架上端安装有可转动的挡风板。
[0007]进一步的，挡风板支架的内腔中安装有步进电机和风量调节器，步进电机和风量调节器均与风扇电连接。
[0008]进一步的，通风管下端连接有出风管，出风管位于喷嘴下部外侧，出风管上均匀开设有多个出风口。
[0009]进一步的，加热丝通过隔热板固定在壳体内壁。
[0010]进一步的，加热丝位于风扇下方。
[0011]与现有技术相比，本技术至少具有以下有益的技术效果：
[0012]在固化装置中安装加热丝，可以通过控制加热丝的加热功率来达到控制温度的目的，进而控制固化温度，避免了陶瓷基复合材料打印时，热量无法传递至陶瓷基复合材料的较高层，使得较高层材料不能及时得到固化，从而保证浆料不会因为过软而发生塌陷，也不
会因为浆料干燥出现分层现象，提高打印精度。通过固化装置对挤出的浆料进行定点加热，使得挤出的浆料在给定区域均匀、迅速、精准固化。
[0013]进一步的，风板支架的内腔中安装有步进电机和风量调节器，步进电机和风量调节器均与风扇连接，可对风量进行调节，有利于根据浆料固化的情况及时调节风量，避免因为风量太大使得浆料固化速度太快从而出现分层现象。
[0014]进一步的，进风口处安装有挡风板支架，挡风板支架上端安装有可转动的挡风板，可通过挡风板的转动，调节进入壳体的风量，使得固化装置内的气流及时均匀的受到电热丝的加热变成热气流，然后经过出风管路以及出风口送出，使得挤出的复合丝材及时得到固化。
[0015]进一步的，通风管下端连接有出风管，出风管位于喷嘴下部外侧，出风管上均匀开设有多个出风口，可从多个方向均匀的将热量传递至打印出的复合材料上，保证产品质量。
[0016]进一步的，加热丝通过隔热板固定在壳体内壁，保证提供热量的前提下，不过渡损伤壳体。
[0017]进一步的，加热丝位于风扇下方，经过加热的气流，通过风扇提供的动力直接输送到出风管中路，然后通过出风口作用于复合丝材上，能量利用率高。
[0018]本技术可以根据浆料粘度的大小，控制进入固化装置风量的大小以及加热丝的温度，喷嘴的正下方设置有环形出风口，经环形出风口吹出的热气流固化喷嘴挤出的浆料，保证纤维位于浆料的正中央。
附图说明
[0019]图1为连续纤维增强陶瓷骨支架3D打印装置的整体示意图；
[0020]图2为固化装置的半剖图；
[0021]图3为固化装置的三维示意图。
[0022]附图中：1
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挤出料筒，2
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气动活塞，3
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输料管，4
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浆料输入口，5
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碳纤维，6
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纤维导管，7
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第二管道，8
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固化装置9
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复合丝材，10
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打印平台，11
‑
喷嘴，12
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第一管道，8.1
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挡风板，8.2
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风量调节器，8.3
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步进电机，8.4
‑
风扇，8.5
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加热丝，8.6
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隔热板，8.7
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通风管，8.8
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出风口，8.9
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挡风板支架，8.10
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壳体，8.11
‑
出风管。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。
[0024]术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0025]参照图1，一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置，包括位于打印平台10上方的复合材料挤出装置和固化装置8。
[0026]复合材料挤出装置包括气动装置和挤出料筒1，气动装置包括气动活塞2、为挤出料筒1内的材料流动提供动力的空气压缩机和调节输入给挤出料筒1气压的压力表。挤出料筒1一端与气动活塞2连接，另一端开设有出料口，出料口通过输料管3与浆料输入口4连接；
浆料的输入口4与第一管道12相连，第一管道12与第二管道7连通，第一管道12为直管，第二管道7为弧形。第二管道7中设有用于导入碳纤维5的纤维导管6，纤维导管6上端伸出第二管道7，下端位于喷嘴11的正上方。
[0027]第二管道7下端固定有喷嘴11，喷嘴11外部安装有隔热材料，喷嘴11的直径500～1000μm。挤出料筒1的上端开口处接入塑料管，塑料管连接压力表和空气压缩机；下端出料口连接的塑料管使材料能够进入输料管3，打印时需开启空气压缩机，通过压力表读数控制气体压力，使挤出料筒1中的气动活塞2产生推力，保证材料始终充满挤出料筒1，打印开始时在空气压缩机的作用下，使材料从喷嘴11流出，并通过固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置，其特征在于，包括复合材料挤出装置和固化装置(8)，所述复合材料挤出装置包括喷嘴(11)；所述固化装置(8)包括壳体(8.10)和与壳体(8.10)连通的通风管(8.7)，所述通风管(8.7)下端设置有出风口(8.8)，所述出风口(8.8)设置在喷嘴(11)的出口下方；所述壳体(8.10)上端设置有进风口，所述壳体(8.10)内安装有风扇(8.4)和加热丝(8.5)。2.根据权利要求1所述的一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置，其特征在于，所述进风口处安装有挡风板支架(8.9)，挡风板支架(8.9)上端安装有可转动的挡风板(8.1)。3.根据权利要求2所述的一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雪妮，邓育源，秦朋博，刘傲，马林林，白卫卫，赵薇，尹琴月，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：