一种面向纤维增强复合材料自由曲面构件的内外温度联控3D打印装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于纤维增强复合材料3D打印技术领域，提供了一种面向纤维增强复合材料自由曲面构件的内外温度联控3D打印装置。该装置包括打印装置与平台、外部辅助加热系统、内部加热系统和控制系统；多自由度机械臂运动进而实现自由曲面构件的3D打印；内部加热系统使得成形材料处于合适的熔融温度范围，外部辅助加热系统升高打印平台上已铺放复合材料表层温度，便于同下一层结合；控制系统对喷头内温度信号和打印构件层间温差信号进行处理，协同联控内部加热温度和外部辅助加热温度，获得适宜的层间温差。本发明专利技术实现了在纤维增强复合材料自由曲面构件的3D打印过程中，通过内外温度协同联控来提高构件层间结合强度，大幅提升构件层间结合质量。合质量。合质量。

【技术实现步骤摘要】
一种面向纤维增强复合材料自由曲面构件的内外温度联控3D打印装置


[0001]本专利技术涉及纤维增强复合材料3D打印
，具体涉及一种面向纤维增强复合材料自由曲面构件的内外温度联控3D打印装置。

技术介绍

[0002]纤维增强复合材料轻质高强，能够满足航空航天等领域高端装备构件高可靠性且轻的性能需求。此领域广泛存在形状复杂的自由曲面构件，如飞机机翼，若采用传统工艺制造，工艺链长且难以实现一体化制造。纤维增强复合材料3D打印技术具有质量高及能实现复杂构件的一体化成形等优良特性，已成为实现此类构件高质量制造的优选技术，在高端装备制造领域地位日益突出。
[0003]3D打印的纤维增强复合材料构件，由于树脂和纤维仅在打印喷嘴加热后，简单地在平台上进行堆积成形，因此Z向上的结合强度主要依靠树脂间的粘合力，故层间结合强度较低，特别对于曲面构件更是如此。针对这些问题，国内外众多学者对其展开深入的探索。李志刚等人的专利号为CN 114248437A的专利技术“一种连续纤维编织体增强纤维复合材料3D打印方法”利用了针刺工艺，对已铺放层用上述工艺进行处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向纤维增强复合材料自由曲面构件的内外温度联控3D打印装置，其特征在于，该内外温度联控3D打印装置包括打印装置与平台(A)、外部辅助加热系统(B)、内部加热系统(C)和控制系统(D)；打印装置与平台(A)包括机械臂(A1)、打印平台(A2)、打印喷头(A3)、法兰盘(A4)和底板(A5)；底板(A5)与打印喷头(A3)通过法兰盘(A4)安装在机械臂(A1)的末端，打印平台(A2)固定于地面；外部辅助加热系统(B)包括外热源(B1)、夹持机构(B2)和红外热像仪(B3)；外热源(B1)通过夹持机构(B2)固定于底板(A5)上打印喷头(A3)一侧，打印时先辅助加热已铺放层，再铺放新的复合材料；调节外热源(B1)的功率大小，加热复合材料表面至不同的温度，使其树脂粘度降低，同下一打印层结合；红外热像仪(B3)固定于地面上，其对准打印的构件，实时测量打印过程中构件的温度场；内部加热系统(C)位于机械臂(A1)末端的打印喷头(A3)内部，其包括加热腔(C1)、加热棒(C2)、风扇(C3)和温度传感器(C4)；加热棒(C2)和温度传感器(C4)固定于加热腔(C1)内，风扇(C3)固定于加热腔(C1)外；温度传感器(C4)实时测量加热腔(C1)内的温度；控制系统(D)包括工控机(D1)；温度传感器(C4)无线连接到工...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福吉，周建明，王公硕，付饶，王洪全，关守岩，吴博，张博宇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：