一种3D增材制造辅助成型管状气模制造技术

本发明专利技术涉及复合材料技术领域，特别是一种3D增材制造辅助成型管状气模，与现有技术相比，该3D增材制造辅助成型管状气模采用的光固化3D打印内部工件的工艺方式；在数字信号的控制下，喷嘴工作腔内的液体光敏树脂在瞬间形成液滴，在压力作用下以一定的速度与频率从喷嘴喷出到指定的位置，然后通过紫外光对光敏树脂固化，固化后逐层堆积，得到成形芯模零件；具有高承受压力、高硬度和低表面张力，具有优异脱模性；具有贴合的随形性，具有抽取便利性，具有快速性，利用3D打印技术可以一次成型，自动化程度高，从而提高生产效率和经济效益；成型件精度高和耐高温性能。精度高和耐高温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种3D增材制造辅助成型管状气模


[0001]本专利技术涉及复合材料
，特别是一种3D增材制造辅助成型管状气模。

技术介绍

[0002]现有技术中的复材辅助成型气模采用的是砂芯模或者橡胶模等，在与复材成型制品成型后存在抽取困难，脱模难度大等问题，其次，所用的砂芯模或者橡胶模均需要通过外模具进行首次定型，制程较为复杂，且操作流程时间长、使用成本高。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中复材辅助成型气模所存在的缺陷和问题，提供一种3D增材制造辅助成型管状气模。
[0004]本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术的一种3D增材制造辅助成型管状气模采用的光固化3D打印内部工件的工艺方式；在数字信号的控制下，喷嘴工作腔内的液体光敏树脂在瞬间形成液滴，在压力作用下以一定的速度与频率从喷嘴喷出到指定的位置，然后通过紫外光对光敏树脂固化，固化后逐层堆积，得到成形芯模零件。
[0005]其成形工艺如下：
[0006](1)、根据零件截面的形状，设计好零件的三维图形，控制打印快喷头沿X、Y轴运动，在既定截面的相关实体区域打印实体材料，在支撑区域打印支撑材料，并在紫外光的照射下进行固化；
[0007](2)、然后打印平台沿Z轴下降一定高度，喷头接着打印固化下一层，如此逐层打印固化直至工件的完成；
[0008](3)、最后除去工件中的支撑材料即可获得所需的工件；
[0009](4)、利用定制好尺寸玻纤棒或者碳纤棒将其插入至工件内部，作为连接体以及加强筋作用；
[0010](5)、外层收缩膜采用氟膜或氟与尼龙复合膜通过挤出，进行二次扩型，制成具有热收缩性外气袋膜，再将其通过加热方式使其外气袋紧密贴附在工件上形成完整气模。
[0011]本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术的一种3D增材制造辅助成型管状气模针对的是异形管状复合材料成型工艺辅助使用的气模，使用时可直接在气模上自动铺丝(铺带)或是手工铺贴，使其碳纤维复合材料(布)均匀包裹在气模上，高温成型时，通过对外气袋膜进行充气加压，外袋膜通过膨胀与制件外模具共同作用增压，使树脂均匀流动固化，最终成型，成型冷却后泄压，内部工件再通过抽真空使其抽塌脆化，将其连同袋膜一起取出，整体适配度高，使用操作方便，具有如下优点：可承受手工铺丝或者人工铺丝铺带≥800N的承受压力；硬度可达60邵A以上；低表面张力，＜30dyne/cm的表面张力，具有优异脱模性；具有贴合的随形性，可以满足异型管件的造型需求；具有抽取便利性，通过外层的不沾性，内层的工件则通过真空负压吸附，使其发生崩坍碎裂，然后将其零件全部取出。该方法取出可以保证无残留，无外形结构破坏；利用3D打印技术，可以一次成型，避免了开模等
多种步骤，但对数据设计的要求也相对较高；可以实现自动化操作及固化，提高生产的自动化程度，从而提高生产效率和经济效益；成型件精度高，因为3D打印利用数控系统，需要控制好打印温度、分层厚度、挤出速度和填充速度等，可以做到较高的精准度；外袋膜具有耐高温性能，可长时间耐温≥150℃(2
‑
10小时)。
具体实施方式：
[0012]本专利技术的一种3D增材制造辅助成型管状气模采用的光固化3D打印内部工件的工艺方式；在数字信号的控制下，喷嘴工作腔内的液体光敏树脂在瞬间形成液滴，在压力作用下以一定的速度与频率从喷嘴喷出到指定的位置，然后通过紫外光对光敏树脂固化，固化后逐层堆积，得到成形芯模零件。
[0013]其成形工艺如下：
[0014](1)、根据零件截面的形状，设计好零件的三维图形，控制打印快喷头沿X、Y轴运动，在既定截面的相关实体区域打印实体材料，在支撑区域打印支撑材料，并在紫外光的照射下进行固化；
[0015](2)、然后打印平台沿Z轴下降一定高度，喷头接着打印固化下一层，如此逐层打印固化直至工件的完成；
[0016](3)、最后除去工件中的支撑材料即可获得所需的工件；
[0017](4)、利用定制好尺寸玻纤棒或者碳纤棒将其插入至工件内部，作为连接体以及加强筋作用；
[0018](5)、外层收缩膜采用氟膜或氟与尼龙复合膜通过挤出，进行二次扩型，制成具有热收缩性外气袋膜，再将其通过加热方式使其外气袋紧密贴附在工件上形成完整气模。
[0019]本专利技术的一种3D增材制造辅助成型管状气模具有如下优点：
[0020]1.可承受手工铺丝或者人工铺丝铺带≥800N的承受压力；硬度可达60邵A以上。
[0021]2.低表面张力，＜30dyne/cm的表面张力，具有优异脱模性。
[0022]3.具有贴合的随形性，可以满足异型管件的造型需求。
[0023]4.具有抽取便利性，通过外层的不沾性，内层的工件则通过真空负压吸附，使其发生崩坍碎裂，然后将其零件全部取出。该方法取出可以保证无残留，无外形结构破坏。
[0024]5、快速性
[0025]利用3D打印技术，可以一次成型，避免了开模等多种步骤，但对数据设计的要求也相对较高。
[0026]6、自动化
[0027]可以实现自动化操作及固化，提高生产的自动化程度，从而提高生产效率和经济效益。
[0028]7、成型件精度高
[0029]因为3D打印利用数控系统，需要控制好打印温度、分层厚度、挤出速度和填充速度等，可以做到较高的精准度。
[0030]8.外袋膜具有耐高温性能，可长时间耐温≥150℃(2
‑
10小时)。
[0031]综上所述，与现有技术相比，本专利技术的一种3D增材制造辅助成型管状气模针对的是异形管状复合材料成型工艺辅助使用的气模，使用时可直接在气模上自动铺丝(铺带)或
是手工铺贴，使其碳纤维复合材料(布)均匀包裹在气模上，高温成型时，通过对外气袋膜进行充气加压，外袋膜通过膨胀与制件外模具共同作用增压，使树脂均匀流动固化，最终成型，成型冷却后泄压，内部工件再通过抽真空使其抽塌脆化，将其连同袋膜一起取出，整体适配度高，使用操作方便，具有如下优点：可承受手工铺丝或者人工铺丝铺带≥800N的承受压力；硬度可达60邵A以上；低表面张力，＜30dyne/cm的表面张力，具有优异脱模性；具有贴合的随形性，可以满足异型管件的造型需求；具有抽取便利性，通过外层的不沾性，内层的工件则通过真空负压吸附，使其发生崩坍碎裂，然后将其零件全部取出。该方法取出可以保证无残留，无外形结构破坏；利用3D打印技术，可以一次成型，避免了开模等多种步骤，但对数据设计的要求也相对较高；可以实现自动化操作及固化，提高生产的自动化程度，从而提高生产效率和经济效益；成型件精度高，因为3D打印利用数控系统，需要控制好打印温度、分层厚度、挤出速度和填充速度等，可以做到较高的精准度；外袋膜具有耐高温性能，可长时间耐温≥150℃(2
‑
10小时)。
[0032]根据本专利技术的实施例已对本专利技术进行了说明性而非限制性的描述，但应理解，本专利技术的保护范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D增材制造辅助成型管状气模，其特征在于：采用的光固化3D打印内部工件的工艺方式；在数字信号的控制下，喷嘴工作腔内的液体光敏树脂在瞬间形成液滴，在压力作用下以一定的速度与频率从喷嘴喷出到指定的位置，然后通过紫外光对光敏树脂固化，固化后逐层堆积，得到成形芯模零件。2.根据权利要求1所述的一种3D增材制造辅助成型管状气模，其成形工艺如下：(1)、根据零件截面的形状，设计好零件的三维图形，控制打印快喷头沿X、Y轴运动，在既定截面的相关实体区域打印实...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱开军，冯小璐，刘烈新，蔡荣平，陈福建，
申请(专利权)人：上海新旺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：