【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于增材制造，具体涉及一种基于原位二次熔融的多材料挤出成形增材制造方法及装备。
技术介绍
1、多材料挤出成形增材制造技术属于通过逐层交替挤出和堆积不同材料的方式建构具有复杂内部结构的三维模型。现有的多材料挤出成形增材制造装备往往是采用多个喷头或具有多个通道的单喷头挤出系统，控制材料在成形平台上的交替熔融沉积实现多种材料的协同制造。多材料挤出成形工艺具有较强的材料兼容性，可成形的材料包括树脂、低熔点金属、纤维等，从而在同一构建过程中能够实现不同材料的逐层叠加，创造出具备多重功能性的复合材料结构。此外，多材料增材制造技术还为轻量化设计提供了新的发挥空间，其本质是用材料复杂度替代结构复杂度，从而在几何空间设计受限或对产品重量要求严苛的情况下，通过采用不同性能的材料满足产品机械强度和轻量化的需求，符合轻质高性能材料的发展趋势。
2、多材料挤出成形增材制造技术(公开号：cn116198111a、名称：一种高温熔融挤出连续纤维/树脂双喷嘴快换3d打印头)能够对更为复杂和精细的结构一体化成形，满足工程应用领域对产品性能和外观的高度定制需求，尤其适用于医疗、航空航天和汽车等领域；然而，界面结合强度一直是困扰多材料挤出成形增材制造技术的一个重要难题，这是由于不同材料的成形工艺参数和物理性能不同，不仅会导致打印过程中材料过渡区成形困难，还会引起已经成形的材料界面强度减弱，产生开裂、剥离等缺陷。
技术实现思路
1、为了克服上述现技术的缺点，本专利技术的目的在于提供了一种基于原位二次
2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种基于原位二次熔融的多材料挤出成形增材制造方法，根据不同材料的熔融温度差异，顺次交替并沉积材料，通过对已经沉积材料层的二次熔融，实现不同材料在过渡区域的互嵌成形。
4、一种基于原位二次熔融的多材料挤出成形增材制造方法，包括以下步骤：
5、1)根据不同成形材料的熔融温度、成形区域，并结合多材料模型的cad数据，确定不同材料的打印次序及打印路径；
6、2)高熔融材料1通过第一喷头3挤出；低熔融材料2通过第二喷头4挤出；在打印过程中将分别按照多材料模型的cad数据沉积成形在3d打印平台7上的对应区域；
7、3)具有最低熔融温度的低熔融材料2最先在3d打印平台7上沉积成形，形成纯材料层5；
8、4)具有较高熔融温度的高熔融材料1随后直接在纯材料层5上沉积成形，其中，第一喷头3距离3d打印平台7的高度比第二喷头4打印低熔融材料2时的高度稍低，从而在第一喷头3所经过的路径形成二次熔融区域6，即：纯材料层5与第一喷头3接触区域将重新被融化，从而嵌入高熔融材料1；
9、5)重复步骤3)-步骤4)，根据不同材料的熔融温度差异，顺次交替并沉积材料，通过对已经沉积材料层的二次熔融，实现不同材料在过渡区域的互嵌成形，进而实现多材料增材制造的高强度一体化成形。
10、所述的高熔融材料1包括高打印温度的非金属材料以及金属丝，或纤维材料作为增强相加入打印基底的不熔材料；高打印温度的非金属材料为聚醚醚酮(peek)、尼龙(pa)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、聚碳酸酯(pc)等，金属丝为铜丝、不锈钢丝等；纤维材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。
11、所述的低熔融材料2包括低打印温度的材料，包括聚乳酸(pla)、热塑性聚氨酯弹性体(tpu)、聚乙烯醇(pva)等。
12、一种基于原位二次熔融的多材料挤出成形增材制造装备，包括打印高熔融材料1的第一喷头3，以及打印低熔融材料2的第二喷头4，每一种打印材料对应设有一个喷头，所有喷头在3d打印平台7上成型出打印件。
13、与现有多材料增材制造技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
14、本专利技术根据不同材料的3d打印成形温度，确定不同材料在3d打印平台上的沉积顺序，通过先成形低熔融材料，在3d打印平台上形成一层纯材料层，随后依据cad模型数据，再通过较高温度的喷头直接在纯材料层上形成二次熔融区域，从而将具有较高熔融温度的高熔融材料嵌入成形到低熔融材料中，实现不同材料的界面互融，在所制备的多材料界面形成过渡层，与现有的方法(不同材料交替并排成形)相比，具有较高的界面强度，从而有效避免不同材料界面区域容易剥离的问题。
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1.一种基于原位二次熔融的多材料挤出成形增材制造方法，其特征在于：根据不同材料的熔融温度差异，顺次交替并沉积材料，通过对已经沉积材料层的二次熔融，实现不同材料在过渡区域的互嵌成形。
2.一种基于原位二次熔融的多材料挤出成形增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的高熔融材料(1)为高打印温度的非金属材料以及金属丝，或纤维材料作为增强相加入打印基底的不熔材料；高打印温度的非金属材料为聚醚醚酮(PEEK)、尼龙(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)，金属丝为铜丝、不锈钢丝；纤维材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的低熔融材料(2)为低打印温度的材料，包括聚乳酸(PLA)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、聚乙烯醇(PVA)。
5.实现权利要求2所述方法的制造装备，其特征在于：包括打印高熔融材料(1)的第一喷头(3)，以及打印低熔融材料(2)的第二喷头(4)，每一种打印材料对应设有一个喷头，所有喷头在3D打印平台(7)上成
...【技术特征摘要】
1.一种基于原位二次熔融的多材料挤出成形增材制造方法，其特征在于：根据不同材料的熔融温度差异，顺次交替并沉积材料，通过对已经沉积材料层的二次熔融，实现不同材料在过渡区域的互嵌成形。
2.一种基于原位二次熔融的多材料挤出成形增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的高熔融材料(1)为高打印温度的非金属材料以及金属丝，或纤维材料作为增强相加入打印基底的不熔材料；高打印温度的非金属材料为聚醚醚酮(peek)、尼龙(pa)、丙烯腈-丁二...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴玲玲，宋昕宇，代鑫，刘腾飞，田小永，李涤尘，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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