一种连续纤维结构的打印方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种连续纤维结构的打印方法及系统，所述打印方法包括步骤：S1、沿所述连续纤维结构的最外侧边执行第一打印路径打印至为G

【技术实现步骤摘要】
一种连续纤维结构的打印方法及系统


[0001]本专利技术涉及3D打印
，尤其涉及一种连续纤维结构的打印方法及系统。

技术介绍

[0002]熔融沉积3D打印技术(FDM)因其效益高、打印材料种类多而被广泛应用于汽车、航空航天、服务等领域。
[0003]其中，碳纤维蜂窝结构既做为一种缓冲吸能结构，也是一种轻质高承载结构，已经在工程上取得了广泛的应用。不同于树脂材料的打印，采用树脂材料打印时可以实现断点跳转打印，采用碳纤维进行3D打印必须要保证同一层路径的连续性。而蜂窝结构内部交叉点众多，同一层的交叉点可能会使得碳纤维在交叉点堆积而造成纤维束的破坏导致强度降低，甚至阻碍了打印喷嘴的移动而中断打印。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述不足，本专利技术所要解决的技术问题在于，提出一种连续纤维结构的打印方法及系统，用于解决现有技术中连续纤维结构在打印时无法连续打印等问题。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是一种连续纤维结构的打印方法，所述连续纤维结构包括多个相连的多边形单元，多个相连的多边形单元依次标号为G
1，1
、G
2，2
……
G
n，m
，其中n为连续纤维结构的列数，m为连续纤维结构的行数，包括步骤：
[0006]S1、沿所述连续纤维结构的最外侧边执行第一打印路径，所述第一打印路径的起点为G
1，1
上的任意一点，所述第一打印路径的终点为G
n，m
上的任意一点；
[0007]S2、在连续纤维结构的第n列执行第二打印路径，所述第二打印路径的起点和终点均为所述第一打印路径的终点；其中，所述第二打印路径覆盖第n列的所有边；若所述第二打印路径的终点未处于G
n，m
和G
n
‑
1，m
的共同边，则由第二打印路径的终点打印至G
n
‑
1，m
的任意一点后进入下一步骤；若第二打印路径的终点处于G
n，m
和G
n
‑
1，m
的共同边上，则直接进入下一步骤；
[0008]S3、依次在连接结构的第n
‑
1列、第n
‑
2列
……
第1列执行第二打印路径直到打印至G
1，m
；
[0009]S4、在连续纤维结构的第1列执行第三打印路径，所述第三打印路径由G
1，m
沿第一列的最外侧边打印至第一打印路径的起点。
[0010]进一步地，所述第一打印路径、所述第二打印路径和所述第三打印路径均由打印喷嘴执行打印；在步骤S2和S3中，均包括步骤：
[0011]比较当前边的层高与下一邻边的层高，若下一邻边的层高大于当前边的层高，则所述打印喷嘴升高一个层高；若下一邻边的层高小于当前边的层高，则所述打印喷嘴降低一个层高；若下一邻边的层高等于当前边的层高，则所述打印喷嘴的高度保持不变。
[0012]进一步地，所述第一打印路径在基准面上执行；
[0013]当下一邻边的层高大于当前边的层高时，所述当前边与所述下一邻边之间的连接处形成升高段；当下一邻边的层高小于当前边的层高时，所述当前边与所述下一邻边之间的连接处形成降低段；每个所述多边形单元至少具有一个升高段至少一个降低段，且所述升高段和所述降低段均相交于所述基准面。
[0014]进一步地，在步骤S4之后，还包括步骤：
[0015]S5、判断连续纤维结构的当前层数与预设层数的差值，若当前层数小于预设层数，则返回步骤S1，若当前层数等于预设层数，则结束打印。
[0016]进一步地，所述第二打印路径包括第一路径单元和第二路径单元，
[0017]当所述多边形单元呈三角形时，所述第一路径单元覆盖第n列的所有边，所述第二路径单元沿Z型覆盖所有相邻多边形单元的共同边；
[0018]当所述多边形单元呈四边形、五边形或六边形时，所述第一路径单元和第二路径单元均经过相邻两个所述多边形单元的共同边，且在一个所述多边形单元中，所述第一路径单元所经过的边与所述第二路径单元所经过的边处于所述多边形单元的对侧。
[0019]进一步地，还公开了一种连续纤维结构的打印系统，所述连续纤维结构包括多个相连的多边形单元，多个相连的多边形单元依次标号为G
1，1
、G
2，2
……
G
n，m
，其中n为连续纤维结构的列数，m为连续纤维结构的行数，包括：
[0020]第一打印模块，用于沿所述连续纤维结构的最外侧边执行第一打印路径，所述第一打印路径的起点为G
1，1
上的任意一点，所述第一打印路径的终点为G
n，m
上的任意一点；
[0021]第二打印模块，用于在连续纤维结构的第n列执行第二打印路径，所述第二打印路径的起点和终点均为所述第一打印路径的终点；其中，所述第二打印路径覆盖第n列的所有边；若所述第二打印路径的终点未处于G
n，m
和G
n
‑
1，m
的共同边，则由第二打印路径的终点打印至G
n
‑
1，m
的任意一点后进入下一步骤；若第二打印路径的终点处于G
n，m
和G
n
‑
1，m
的共同边上，则直接进入下一步骤；
[0022]第三打印模块，用于依次在连接结构的第n
‑
1列、第n
‑
2列
……
第1列执行第二打印路径直到打印至G
1，m
；
[0023]第四打印模块，用于在连续纤维结构的第1列执行第三打印路径，所述第三打印路径由G
1，m
沿第一列的最外侧边打印至第一打印路径的起点。
[0024]进一步地，所述第一打印路径、所述第二打印路径和所述第三打印路径均由打印喷嘴执行打印；在第二打印模块和第三打印模块中，均包括：
[0025]升降单元，用于比较当前边的层高与下一邻边的层高，若下一邻边的层高大于当前边的层高，则所述打印喷嘴升高一个层高；若下一邻边的层高小于当前边的层高，则所述打印喷嘴降低一个层高；若下一邻边的层高等于当前边的层高，则所述打印喷嘴的高度保持不变。
[0026]进一步地，所述第一打印路径在基准面上执行；
[0027]当下一邻边的层高大于当前边的层高时，所述当前边与所述下一邻边之间的连接处形成升高段；当下一邻边的层高小于当前边的层高时，所述当前边与所述下一邻边之间的连接处形成降低段；每个所述多边形单元至少具有一个升高段至少一个降低段，且所述升高段和所述降低段均相交于所述基准面。
[0028]进一步地，还包括重复模块，用于判断连续纤维结构的当前层数与预设层数的差
值，若当前层数小于预设层数，则返回步骤S1，若当前层数等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续纤维结构的打印方法，所述连续纤维结构包括多个相连的多边形单元，多个相连的多边形单元依次标号为G
1，1
、G
2，2
……
G
n，m
，其中n为连续纤维结构的列数，m为连续纤维结构的行数，其特征在于，包括步骤：S1、沿所述连续纤维结构的最外侧边执行第一打印路径，所述第一打印路径的起点为G
1，1
上的任意一点，所述第一打印路径的终点为G
n，m
上的任意一点；S2、在连续纤维结构的第n列执行第二打印路径，所述第二打印路径的起点和终点均为所述第一打印路径的终点；其中，所述第二打印路径覆盖第n列的所有边；若所述第二打印路径的终点未处于G
n，m
和G
n
‑
1，m
的共同边，则由第二打印路径的终点打印至G
n
‑
1，m
的任意一点后进入下一步骤；若第二打印路径的终点处于G
n，m
和G
n
‑
1，m
的共同边上，则直接进入下一步骤；S3、依次在连接结构的第n
‑
1列、第n
‑
2列
……
第1列执行第二打印路径直到打印至G
1，m
；S4、在连续纤维结构的第1列执行第三打印路径，所述第三打印路径由G
1，m
沿第一列的最外侧边打印至第一打印路径的起点。2.根据权利要求1所述的一种连续纤维结构的打印方法，其特征在于，所述第一打印路径、所述第二打印路径和所述第三打印路径均由打印喷嘴执行打印；在步骤S2和S3中，均包括步骤：比较当前边的层高与下一邻边的层高，若下一邻边的层高大于当前边的层高，则所述打印喷嘴升高一个层高；若下一邻边的层高小于当前边的层高，则所述打印喷嘴降低一个层高；若下一邻边的层高等于当前边的层高，则所述打印喷嘴的高度保持不变。3.根据权利要求2所述的一种连续纤维结构的打印方法，其特征在于，所述第一打印路径在基准面上执行；当下一邻边的层高大于当前边的层高时，所述当前边与所述下一邻边之间的连接处形成升高段；当下一邻边的层高小于当前边的层高时，所述当前边与所述下一邻边之间的连接处形成降低段；每个所述多边形单元至少具有一个升高段至少一个降低段，且所述升高段和所述降低段均相交于所述基准面。4.根据权利要求1所述的一种连续纤维结构的打印方法，其特征在于，在步骤S4之后，还包括步骤：S5、判断连续纤维结构的当前层数与预设层数的差值，若当前层数小于预设层数，则返回步骤S1，若当前层数等于预设层数，则结束打印。5.根据权利要求1所述的一种连续纤维结构的打印方法，其特征在于，所述第二打印路径包括第一路径单元和第二路径单元，当所述多边形单元呈三角形时，所述第一路径单元覆盖第n列的所有边，所述第二路径单元沿Z型覆盖所有相邻多边形单元的共同边；当所述多边形单元呈四边形、五边形或六边形时，所述第一路径单元和第二路径单元均经过相邻两个所述多边形单元的共同边，且在一个所述多边形单元中，所述第一路径单元所经过的边与所述第二路径单元所经过的边处于所述多边形单元的对侧。6.一种连续纤维结构的打印系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：常保宁，陈科，朱晨凯，吴浩，张武翔，丁希仑，
申请(专利权)人：北京航空航天大学宁波创新研究院，
类型：发明
国别省市：