一种连续纤维增强复合材料3D打印机专利检索-增强材料建筑材料专利检索查询-专利查询网

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一种连续纤维增强复合材料3D打印机

阅读：836发布：2021-03-03

IPRDB可以提供一种连续纤维增强复合材料3D打印机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于增材制造领域，涉及一种连续纤维增强复合材料3D打印机，可以有效杜绝纤维丝堵死喷头和防止熔融的树脂材料溢出。打印喷头固定在二维运动平台上，打印喷头的下方设置有工作台，工作台固定在一维运动平台上，控制装置控制装置的工作状态。打印喷头由挤丝装置、送料管道、加热装置、测温装置、送丝管道、齿轮和动力装置组成。送料管道的内部设置有容纳树脂材料的腔体；挤丝装置用于将树脂材料送入腔体内并挤出；加热装置用于加热树脂材料，测温装置用于测量树脂材料的温度；送丝管道内部设置有穿纤维丝的丝材腔体，送丝管道固定在齿轮上，齿轮转动连接在送料管道上；送丝管道的出口端位于送料管道的出口端；动力装置用于驱动齿轮旋转。，下面是一种连续纤维增强复合材料3D打印机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种连续纤维增强复合材料3D打印机，该连续纤维增强复合材料3D打印机由打印喷头、二维运动平台、一维运动平台、工作台和控制装置组成，打印喷头固定安装在二维运动平台上并跟随二维运动平台运动，打印喷头的下方设置有工作台，工作台固定安装在一维运动平台上并跟随一维运动平台运动，控制装置控制二维运动平台、一维运动平台和打印喷头的工作状态，其特征在于：所述打印喷头由挤丝装置、两端开口的送料管道(1)、加热装置(2)、测温装置(3)、送丝管道(4)、齿轮(5)和动力装置(6)组成，

所述送料管道(1)的内部设置有容纳树脂材料的腔体，所述腔体与所述送料管道(1)两端的开口连通；

所述挤丝装置用于将树脂材料通过所述送料管道(1)的一端开口送入所述腔体内并从所述送料管道(1)的另一端开口挤出；

所述加热装置(2)用于产生热量加热所述腔体内的树脂材料，所述测温装置(3)用于测量所述腔体内的树脂材料的温度；

所述送丝管道(4)位于所述送料管道(1)的外端，所述送丝管道(4)内部设置有穿纤维丝的丝材腔体，所述送丝管道(4)固定连接在所述齿轮(5)上，所述齿轮(5)转动连接在所述送料管道(1)上，使得所述送丝管道(4)可围绕所述送料管道(1)的轴线旋转，所述送丝管道(4)无法上下移动；所述送丝管道(4)的出口端位于所述送料管道(1)的出口端，使得挤出的树脂材料覆盖在从所述送丝管道(4)内部穿出的纤维丝上；

所述动力装置(6)用于驱动所述齿轮(5)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强复合材料3D打印机，其特征在于：该连续纤维增强复合材料3D打印机还包括轴承(7)和挡环(8)，所述轴承(7)的内圈固定连接在所述送料管道(1)上，所述齿轮(5)固定连接在所述轴承(7)的外圈上，所述挡环(8)有2个，2个挡环(8)的外端分别固定连接在所述齿轮(5)的上下两个端面上，2个挡环(8)的内端分别挤压在所述轴承(7)的外圈的上下两个端面上。

3.根据权利要求2所述的一种连续纤维增强复合材料3D打印机，其特征在于：所述送丝管道(4)由竖直管道和倾斜管道组成，所述竖直管道和倾斜管道连通并组成L型，所述竖直管道和倾斜管道之间的夹角大于90°并小于180°，所述倾斜管道为锥形管并且出口端为孔径小的一端，所述倾斜管道位于所述送料管道(1)的出口端，使得挤出的树脂材料覆盖在从所述倾斜管道内部穿出的纤维丝上；所述倾斜管道内的纤维丝与正在打印的轨迹的直线段位于同一平面内，所述倾斜管道内的纤维丝与正在打印的轨迹的弧形段的切线位于同一平面内。

4.根据权利要求3所述的一种连续纤维增强复合材料3D打印机，其特征在于：所述加热装置(2)固定连接在所述送料管道(1)的挤出端，并位于送料管道(1)的挤出端上方。

5.根据权利要求2所述的一种连续纤维增强复合材料3D打印机，其特征在于：所述送料管道(1)由防漏堵头(11)和送料管道本体(12)组成，所述防漏堵头(11)由大端(112)和小端(113)组成，所述防漏堵头(11)为一体结构，所述防漏堵头(11)的内部设置有贯穿所述防漏堵头(11)的管道Ⅰ(111)；所述送料管道本体(12)的内部设置有下腔体(121)和上腔体(122)，所述下腔体(121)和上腔体(122)连通，所述下腔体(121)的直径小于所述上腔体(122)的直径；所述防漏堵头(11)的小端(113)螺纹连接在所述送料管道本体(12)的上腔体(122)内。

6.根据权利要求5所述的一种连续纤维增强复合材料3D打印机，其特征在于：所述小端(113)由螺纹段(1131)和光滑段(1132)组成，所述螺纹段(1131)位于所述光滑段(1132)的下方，所述螺纹段(1131)上设置有外螺纹；所述轴承(7)的内圈过盈配合连接在所述光滑段(1132)上，所述轴承(7)的内圈位于防漏堵头(11)和送料管道本体(12)所形成的环形腔体内，所述大端(112)的下端面顶着所述轴承(7)的内圈的上端面，所述送料管道本体(12)的上端面顶着所述轴承(7)的内圈的下端面。

7.根据权利要求6所述的一种连续纤维增强复合材料3D打印机，其特征在于：所述小端(113)的下表面(114)紧密贴合在所述上腔体(122)的底面(123)上。

8.根据权利要求6所述的一种连续纤维增强复合材料3D打印机，其特征在于：所述送料管道(1)还包括黄铜环(13)和喷头(14)，所述小端(113)上设置有放置所述黄铜环(13)的环形槽，所述黄铜环(13)过盈配合连接在所述环形槽内，所述黄铜环(13)的下环面嵌入到所述送料管道本体(12)内，所述黄铜环(13)的内径大于所述下腔体(121)的直径，所述黄铜环(13)的外径小于所述上腔体(122)的直径；所述喷头(14)螺纹连接在管道Ⅰ(111)内。

9.根据权利要求5所述的一种连续纤维增强复合材料3D打印机，其特征在于：所述防漏堵头(11)的小端(113)的底端设置有环形的阻挡环，所述阻挡环的内径大于所述下腔体(121)的直径，所述阻挡环的外径小于所述上腔体(122)的直径，所述阻挡环挤压在上腔体(122)的底面上并嵌入上腔体(122)的底面。

10.根据权利要求8所述的一种连续纤维增强复合材料3D打印机，其特征在于：所述上腔体(122)的下端设置有多个溢出孔(15)，所述溢出孔(15)贯穿所述上腔体(122)，所述溢出孔(15)位于所述上腔体(122)的底面和所述防漏堵头(11)的小端(113)的底面之间并位于所述黄铜环(13)的外侧。

说明书全文

一种连续纤维增强复合材料3D打印机

技术领域

[0001] 本发明属于增材制造领域，更具体的说，涉及一种连续纤维增强复合材料3D打印机。

背景技术

[0002] 增材制造技术是制造业领域内正在快速发展的一项新兴技术，被称为“具有第三次工业革命重要标志意义的制造技术”，各主要发达国家将其列为战略发展的关键技术。目前，增材制造技术依托多个学科领域尖端技术，在航空航天技术、汽车家电制造生产、生物医药、食品加工等领域得到了一定应用。与传统制造技术相比，增材制造三维快速成型制造技术省略了产品模具的加工制造，从而在时间上极大的缩短了产品的研制周期，提高了生产率和降低生产成本。经济效益与前景方面有非常大的发展潜力，根据国际快速制造行业权威报告《Wohlers Report 2011》发布的调查结果显示，全球3D打印产业产值在1988年到2010年之间以26.2％的年均速度增长。报告预测，3D打印产业未来仍将会保持着较快地增长速度，到2020年，包含设备制造和服务在内的产业总产值将达到52亿美元。在2012年的国际新技术发展趋势调查中，3D打印制造技术居首位。目前，现有的增材制造技术还面临着诸多方面的瓶颈和探索，因此，需要进一步深入研究，扩大其应用领域。

[0003] 利用增材制造技术打印出的纤维增强复合材料制品，不仅具备高强度、高刚度、质量轻等特点，而且可以控制纤维的分布方向，从而控制制品的性能。纤维增强复合材料的增材制造技术无论是在民用还是军事上都具有重大的意义。例如，利用碳纤维复合材料制作汽车零部件，提升汽车性能并降低油耗；碳纤维复合材料产品涵盖航天光学遥感器的各个部位，如相机镜筒、相机支架、遮光罩、桁架等。依靠打印材料的快速发展和增材制造技术的日益成熟，基于纤维增强复合材料的增材制造技术将会应用到各行各业，推动制造产业的快速发展。

[0004] 但是目前的连续纤维增强复合材料增材制造技术研究较少，尚处于研发阶段，存在诸多问题。比如，树脂无法充分进入纤维丝带内部，无法将各个纤维丝通过树脂粘结在一起，从而在打印工件内部形成空洞，严重降低了工件的力学性能。此外，连续纤维增强复合材料增材制造容易堵头，从而导致纤维无法出丝或树脂从喷头内部往外溢出。

[0005] 专利号为201611004458.X的发明专利一种适用于连续纤维增强复合材料增材制造的喷头和专利号为201611026706.0的发明专利一种适用于连续纤维增强复合材料3D打印的喷头均公开了一种适用于连续纤维增强复合材料增材制造的喷头，但是均容易出现纤维丝堵死喷头的现象。

发明内容

[0006] 本发明主要解决的技术问题是提供一种连续纤维增强复合材料3D打印机，可以有效杜绝纤维丝堵死喷头的现象；此外，还可以防止熔融的树脂材料溢出。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明属于增材制造领域，更具体的说，涉及一种连续纤维增强复合材料3D打印机，由打印喷头、二维运动平台、一维运动平台、工作台和控制装置组成，可以有效杜绝纤维丝堵死喷头的现象，还可以防止熔融的树脂材料溢出。

[0008] 打印喷头固定安装在二维运动平台上并跟随二维运动平台运动，打印喷头的下方设置有工作台，工作台固定安装在一维运动平台上并跟随一维运动平台运动，控制装置控制二维运动平台、一维运动平台和打印喷头的工作状态。

[0009] 所述打印喷头由挤丝装置、两端开口的送料管道、加热装置、测温装置、送丝管道、齿轮和动力装置组成，

[0010] 所述送料管道的内部设置有容纳树脂材料的腔体，所述腔体与所述送料管道两端的开口连通；

[0011] 所述挤丝装置用于将树脂材料通过所述送料管道的一端开口送入所述腔体内并从所述送料管道的另一端开口挤出；

[0012] 所述加热装置用于产生热量加热所述腔体内的树脂材料，所述测温装置用于测量所述腔体内的树脂材料的温度；

[0013] 所述送丝管道位于所述送料管道的外端，所述送丝管道内部设置有穿纤维丝的丝材腔体，所述送丝管道固定连接在所述齿轮上，所述齿轮转动连接在所述送料管道上，使得所述送丝管道可围绕所述送料管道的轴线旋转，所述送丝管道无法上下移动；所述送丝管道的出口端位于所述送料管道的出口端，使得挤出的树脂材料覆盖在从所述送丝管道内部穿出的纤维丝上；

[0014] 所述动力装置用于驱动所述齿轮旋转。

[0015] 作为本技术方案的进一步优化，本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机所述的连续纤维增强复合材料3D打印机还包括轴承和挡环，所述轴承的内圈固定连接在所述送料管道上，所述齿轮固定连接在所述轴承的外圈上，所述挡环有2个，2个挡环的外端分别固定连接在所述齿轮的上下两个端面上，2个挡环的内端分别挤压在所述轴承的外圈的上下两个端面上。

[0016] 作为本技术方案的进一步优化，本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机所述送丝管道由竖直管道和倾斜管道组成，所述竖直管道和倾斜管道连通并组成L型，所述竖直管道和倾斜管道之间的夹角大于90°并小于180°，所述倾斜管道为锥形管并且出口端为孔径小的一端，所述倾斜管道位于所述送料管道的出口端，使得挤出的树脂材料覆盖在从所述倾斜管道内部穿出的纤维丝上；所述倾斜管道内的纤维丝与正在打印的轨迹的直线段位于同一平面内，所述倾斜管道内的纤维丝与正在打印的轨迹的弧形段的切线位于同一平面内。

[0017] 作为本技术方案的进一步优化，本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机所述加热装置固定连接在所述送料管道的挤出端，并位于送料管道的挤出端上方。

[0018] 作为本技术方案的进一步优化，本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机所述送料管道由防漏堵头和送料管道本体组成，所述防漏堵头由大端和小端组成，所述防漏堵头为一体结构，所述防漏堵头的内部设置有贯穿所述防漏堵头的管道Ⅰ；所述送料管道本体的内部设置有下腔体和上腔体，所述下腔体和上腔体连通，所述下腔体的直径小于所述上腔体的直径；所述防漏堵头的小端螺纹连接在所述送料管道本体的上腔体内。

[0019] 作为本技术方案的进一步优化，本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机所述小端由螺纹段和光滑段组成，所述螺纹段位于所述光滑段的下方，所述螺纹段上设置有外螺纹；所述轴承的内圈过盈配合连接在所述光滑段上，所述轴承的内圈位于防漏堵头和送料管道本体所形成的环形腔体内，所述大端的下端面顶着所述轴承的内圈的上端面，所述送料管道本体的上端面顶着所述轴承的内圈的下端面。

[0020] 作为本技术方案的进一步优化，本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机所述小端的下表面紧密贴合在所述上腔体的底面上。

[0021] 作为本技术方案的进一步优化，本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机所述送料管道还包括黄铜环和喷头，所述小端上设置有放置所述黄铜环的环形槽，所述黄铜环过盈配合连接在所述环形槽内，所述黄铜环的下环面嵌入到所述送料管道本体内，所述黄铜环的内径大于所述下腔体的直径，所述黄铜环的外径小于所述上腔体的直径；所述喷头螺纹连接在管道Ⅰ内。

[0022] 作为本技术方案的进一步优化，本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机所述防漏堵头的小端的底端设置有环形的阻挡环，所述阻挡环的内径大于所述下腔体的直径，所述阻挡环的外径小于所述上腔体的直径，所述阻挡环挤压在上腔体的底面上并嵌入上腔体的底面。

[0023] 作为本技术方案的进一步优化，本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机所述上腔体的下端设置有多个溢出孔，所述溢出孔贯穿所述上腔体，所述溢出孔位于所述上腔体的底面和所述防漏堵头的小端的底面之间并位于所述黄铜环的外侧。

[0024] 一种连续纤维增强复合材料3D打印机的有益效果为：

[0025] 1.纤维丝位于送丝管道内并且位于送料管道的外端，可以从根本上杜绝纤维丝堵在送料管道内造成打印喷头堵头的现象。

[0026] 2.送料管道采用特殊的结构，可以有效防止熔融的树脂材料从送料管道入口端溢出的现象。

[0027] 3.打印喷头还设置有溢出孔，及时在发生故障有树脂溢出的时候，也可以通过溢出孔让树脂溢出，不会影响打印喷头的使用，并且便于及时发现溢出故障。

附图说明

[0028] 下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

[0029] 图1为本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机的打印喷头的结构示意图。

[0030] 图2为本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机的打印喷头的具体实施方式的结构示意图。

[0031] 图3为本发明送料管道中送料管道本体的结构示意图。

[0032] 图4为本发明送料管道中防漏堵头的结构示意图。

[0033] 图5为本发明送料管道中防漏堵头的另一种结构示意图。

[0034] 图6为本发明送料管道的另一种结构示意图。

[0035] 图7为图6中的局部放大图。

[0036] 图8为本发明一种连续纤维增强复合材料3D打印机另一个实施方式的局部放大图。

[0037] 图中：送料管道1；防漏堵头11；管道Ⅰ111；大端112；小端113；螺纹段1131；光滑段1132；下表面114；送料管道本体12；下腔体121；上腔体122；底面123；黄铜环13；喷头14；溢出孔15；加热装置2；测温装置3；送丝管道4；齿轮5；动力装置6；轴承7；挡环8。

具体实施方式

[0038] 具体实施方式一：

[0039] 下面结合图1-8说明本实施方式，本发明属于增材制造领域，更具体的说，涉及一种连续纤维增强复合材料3D打印机，由打印喷头、二维运动平台、一维运动平台、工作台和控制装置组成，可以有效杜绝纤维丝堵死喷头的现象；此外，还可以防止熔融的树脂材料溢出。

[0040] 打印喷头固定安装在二维运动平台上并跟随二维运动平台运动，打印喷头的下方设置有工作台，工作台固定安装在一维运动平台上并跟随一维运动平台运动，控制装置控制二维运动平台、一维运动平台和打印喷头的工作状态。其中二维运动平台、一维运动平台和工作台均为现有熔融沉积成型3D打印机的零部件，可以直接选购。本发明可以在现有熔融沉积成型3D打印机的基础上直接更换打印喷头，用自行设计的打印喷头代替了熔融沉积成型3D打印机上的打印头。二维运动平台可以实现竖直高度(Z轴)的移动和平面内的X轴向移动，一维运动平台则实现平面内的Y轴向移动。二维运动平台和一维运动平台相互配合可以实现X轴、Y轴和Z轴三个方向的调节。

[0041] 所述打印喷头由挤丝装置、两端开口的送料管道1、加热装置2、测温装置3、送丝管道4、齿轮5和动力装置6组成，所述送料管道1的内部设置有容纳树脂材料的腔体，所述腔体与所述送料管道1两端的开口连通；送料管道1可以采用圆柱形管道，其内部设置的腔体与其同轴，送料管道1的上端和下端均是开口的，用于树脂材料进入和挤出。

[0042] 所述挤丝装置用于将树脂材料通过所述送料管道1的一端开口送入所述腔体内并从所述送料管道1的另一端开口挤出；挤丝装置可以采用目前现有的熔融沉积成型3D打印机中的挤丝装置，其目的均与熔融沉积成型3D打印机中的挤丝装置一样，均是用于将类似线材的树脂材料不断送入送料管道1内并产生推力使得熔融的树脂从送料管道1的出口挤出。

[0043] 所述加热装置2用于产生热量加热所述腔体内的树脂材料，所述测温装置3用于测量所述腔体内的树脂材料的温度；加热装置2可以采用各类能够产生热量的装置，比如加热丝、加热棒等，其目的就是产生热量并通过金属间的热传递加热送料管道1的腔体内的树脂材料，使得树脂材料融化。加热装置2可以直接选用市场上现有的，选用时需要考虑到功率和其体积大小。测温装置3可以采用市场上现有的各类测温装置，比如热敏电阻，但是需要考虑其精度，最好在1摄氏度左右，并且最高温度应当可以达到300摄氏度左右。测温装置3用于测量加热装置2的温度并传递给控制装置，通常将测温装置2和加热装置3均固定在一块金属块上，该金属块包裹在送料管道1需要加热的部分。通过测量加热装置2温度来估算送料管道1内树脂材料的温度，通常会有一定的温度差，但是不影响使用。

[0044] 所述送丝管道4位于所述送料管道1的外端，所述送丝管道4内部设置有穿纤维丝的丝材腔体，可以让纤维丝从其内通过，送丝管道4可以是一根金属管道。所述送丝管道4固定连接在所述齿轮5上，所述齿轮5转动连接在所述送料管道1上，使得所述送丝管道4可围绕所述送料管道1的轴线旋转，所述送丝管道4无法上下移动；送丝管道4围绕送料管道1的轴线转动以保证从其内部穿出的纤维丝始终位于送料管道1前进方向的出口端。送丝管道4无法上下移动以保证送丝管道4的出口端位于所述送料管道1的出口端，使得挤出的树脂材料覆盖在从所述送丝管道4内部穿出的纤维丝上；所述送丝管道4的出口端位于所述送料管道1的出口端，使得挤出的树脂材料覆盖在从所述送丝管道4内部穿出的纤维丝上；

[0045] 所述动力装置6用于驱动所述齿轮5旋转。动力装置可以选用现有的舵机、步进电机等驱动装置，从而带动齿轮5旋转，从而通过齿轮5带动送丝管道4围绕送料管道1的轴线转动。具体的传动方式可以是：齿轮5上设置有固定送丝管道4的孔，送丝管道4固定在齿轮5上，齿轮5与送料管道1同轴，并且齿轮5通过其它传动齿轮与驱动装置传动连接。所述挤丝装置、加热装置2、测温装置3和动力装置6均由控制装置控制其工作状态，控制装置可以采用现有的开发板，比如mega2560开发板。

[0046] 所述打印喷头还可以包括风扇，用于打印喷头降温，可以选用市场上现有的3D打印机风扇。

[0047] 具体实施方式二：

[0048] 下面结合图1-8说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，该连续纤维增强复合材料3D打印机还包括轴承7和挡环8，所述轴承7的内圈固定连接在所述送料管道1上，所述齿轮5固定连接在所述轴承7的外圈上，所述挡环8有2个，2个挡环8的外端分别固定连接在所述齿轮5的上下两个端面上，2个挡环8的内端分别挤压在所述轴承7的外圈的上下两个端面上。轴承7的内圈可以通过过盈配合的方式固定连接在所述送料管道1上，所述齿轮5可以通过过盈配合的方式固定连接在所述轴承7的外圈上，从而使得齿轮5转动连接在送料管道1上。齿轮5与送料管道1上同轴，以保证送丝管道4可以围绕送料管道1的轴线旋转。轴承7可以减少齿轮5与送料管道1之间的摩擦阻力。挡环8的外端可以通过螺栓固定连接在所述齿轮5上，挡环8为圆环形。挡环8固定连接在齿轮5上，相当于挡环8与齿轮5为一体的。并且挡环8的内端分别挤压在所述轴承7的外圈上，从而使得齿轮5固定连接在所述轴承7的外圈上，从而使得送丝管道4无法上下移动。

[0049] 具体实施方式三：

[0050] 下面结合图1-8说明本实施方式，本实施方式对实施方式二作进一步说明，所述送丝管道4由竖直管道和倾斜管道组成，所述竖直管道和倾斜管道连通并组成L型，所述竖直管道和倾斜管道之间的夹角大于90°并小于180°，竖直管道和倾斜管道可以是一体结构或者两者固定连接而成，竖直管道的轴线与送料管道的轴线平行。倾斜管道向送料管道的出口倾斜，以使得倾斜管道不会与已打印的物件或者工作台发生干涉。所述倾斜管道为锥形管并且出口端为孔径小的一端，以使得倾斜管道不会与已打印的物件或者工作台发生干涉。所述倾斜管道位于所述送料管道1的出口端，使得挤出的树脂材料覆盖在从所述倾斜管道内部穿出的纤维丝上；所述倾斜管道内的纤维丝与正在打印的轨迹的直线段位于同一平面内，所述倾斜管道内的纤维丝与正在打印的轨迹的弧形段的切线位于同一平面内。相当于倾斜管道出口端的纤维丝的轨迹与送丝管道出口端的树脂材料的轨迹是一致的，从而使得树脂材料覆盖在纤维丝上，纤维材料夹在两层树脂材料之间形成纤维复合材料，提升了树脂材料的力学性能。

[0051] 具体实施方式四：

[0052] 下面结合图1-8说明本实施方式，本实施方式对实施方式三作进一步说明，所述加热装置2固定连接在所述送料管道1的挤出端，并位于送料管道1的挤出端上方。加热装置可以通过金属块固定在送料管道上，可以是金属块固定在送料管道上，而加热装置固定在金属块上。加热装置产生的热量会通过金属材料的热传导从而传递给送料管道内的树脂材料，使得树脂材料的温度上升。加热装置固定连接在所述送料管道的挤出端可以更快加热需要加热的树脂材料，而不加热不需要加热的树脂材料。位于送料管道下端的树脂材料需要加热后才能被挤出，而位于送料管道上端的树脂材料是不需要被加热的。这样的设置还可以有效防止树脂材料从送料管道上端溢出，防止造成挤丝困难。

[0053] 具体实施方式五：

[0054] 下面结合图1-8说明本实施方式，本实施方式对实施方式二作进一步说明，所述送料管道1由防漏堵头11和送料管道本体12组成，所述防漏堵头11由大端112和小端113组成，所述防漏堵头11为一体结构，所述防漏堵头11的内部设置有贯穿所述防漏堵头11的管道Ⅰ111；所述送料管道本体12的内部设置有下腔体121和上腔体122，所述下腔体121和上腔体
122连通，所述下腔体121的直径小于所述上腔体122的直径；所述防漏堵头11的小端113螺纹连接在所述送料管道本体12的上腔体122内。当防漏堵头11螺纹连接在送料管道本体12内时，管道Ⅰ111与下腔体121连通，使得树脂材料能从管道Ⅰ111的入口进入并从下腔体121的出口挤出。管道Ⅰ111的直径小于下腔体121的直径，并且小端113的壁一部分贴合在上腔体122的下端面上，一部分露在下腔体121上端，从而使得熔化的树脂材料不易从防漏堵头
11与送料管道本体12连接的缝隙中溢出。

[0055] 具体实施方式六：

[0056] 下面结合图1-8说明本实施方式，本实施方式对实施方式五作进一步说明，所述小端113由螺纹段1131和光滑段1132组成，所述螺纹段1131位于所述光滑段1132的下方，所述螺纹段1131上设置有外螺纹；所述轴承7的内圈过盈配合连接在所述光滑段1132上，所述轴承7的内圈位于防漏堵头11和送料管道本体12所形成的环形腔体内，所述大端112的下端面顶着所述轴承7的内圈的上端面，所述送料管道本体12的上端面顶着所述轴承7的内圈的下端面。小端113为一体式结构，其上的光滑段1132用于连接轴承7，轴承7的内圈与光滑段1132过盈配合。光滑段1132表面的粗造度较小，用于与轴承7的内圈配合。当防漏堵头11螺纹连接在送料管道本体12的上腔体122内并且下表面114与底面123紧密贴合时，防漏堵头
11的大端112的下端会与送料管道本体12的上端形成一个环形腔体。所述轴承7的内圈位于防漏堵头11和送料管道本体12所形成的环形腔体内，所述大端112的下端面顶着所述轴承7的内圈的上端面，所述送料管道本体12的上端面顶着所述轴承7的内圈的下端面，从而使得轴承7的内圈固定在环形腔体内，无法上下移动。这样的结构可以使得送料管道1的整体尺寸较小并且满足传动要求。由于打印机喷头的整体尺寸要求较小，因此这样的传动结构是非常巧妙的，既能保证传动的精度，又能保证尺寸很小。

[0057] 具体实施方式七：

[0058] 下面结合图1-8说明本实施方式，本实施方式对实施方式六作进一步说明，所述小端113的下表面114紧密贴合在所述上腔体122的底面123上，以使得熔化的树脂材料不会从下表面114与底面123之间的缝隙溢出。

[0059] 具体实施方式八：

[0060] 下面结合图1-8说明本实施方式，本实施方式对实施方式六作进一步说明，所述送料管道还包括黄铜环13和喷头14，所述小端113上设置有放置所述黄铜环13的环形槽，所述黄铜环13过盈配合连接在所述环形槽内，所述黄铜环13的下环面嵌入到所述送料管道本体12内，所述黄铜环13的内径大于所述下腔体121的直径，所述黄铜环13的外径小于所述上腔体122的直径。黄铜环13在下表面114和底面123之间形成了一道阻挡环，相当于使得下表面
114和底面123之间没有缝隙了，熔融的树脂材料无法再从下表面114和底面123之间的缝隙溢出。所述喷头14螺纹连接在管道Ⅰ111内，并且喷头14在螺纹连接的作用下仅仅贴合在小端113的下表面114上，从而使得熔化的树脂材料不会从喷头14与小端113的下表面114之间的缝隙内溢出，并沿着喷头14与管道Ⅰ111之间的螺纹溢出到送料管道1外面。此外，喷头14可以有效防止熔化的树脂材料从管道Ⅰ111内溢出到送料管道1外面。

[0061] 具体实施方式九：

[0062] 下面结合图1-8说明本实施方式，本实施方式对实施方式五作进一步说明，所述防漏堵头11的小端113的底端设置有环形的阻挡环，所述阻挡环的内径大于所述下腔体121的直径，所述阻挡环的外径小于所述上腔体122的直径，所述阻挡环挤压在上腔体122的底面上并嵌入上腔体122的底面。从而使得小端113的底端与上腔体122的底面之间形成一道环形的阻挡环，使得熔融的树脂材料无法从小端113的底端与上腔体122的底面之间的缝隙中溢出。

[0063] 具体实施方式十：

[0064] 下面结合图1-8说明本实施方式，本实施方式对实施方式八作进一步说明，所述上腔体122的下端设置有多个溢出孔15，所述溢出孔15贯穿所述上腔体122，所述溢出孔15位于所述上腔体122的底面和所述防漏堵头11的小端113的底面之间并位于所述黄铜环13的外侧。溢出孔15用于引导溢出到黄铜环13外侧的树脂溢出，以免树脂防漏堵头11与送料管道本体12之间的螺纹缝隙中溢出，从而粘到轴承7，使得轴承7无法正常旋转，影响打印喷头的使用。

[0065] 工作原理：控制装置控制加热装置加热产生热量同时控制测温装置实时测量加热装置的温度并传递给控制装置。控制装置控制加热装置的温度在一定的温度范围内，比如树脂材料的需要加热到的温度。加热装置产生的热量会通过金属间的热传导传递给树脂材料，使得树脂材料的温度上升并达到工作需要的温度。当树脂材料达到工作需要的温度时，控制装置可以控制挤丝装置向送料管道内送入树脂材料，当送料管道的腔体内的树脂材料越来越多，在压力的挤压下，熔融的树脂材料会从送料管道的出口端挤出并覆盖在纤维丝的表面。纤维丝通过送丝管道可以直接送到送料管道的出口端，以使得挤出的树脂材料始终覆盖在纤维丝的表面。送料管道会在打印机的二维运动平台驱动下发生移动，此时需要控制装置根据送料管道的运动轨迹改变送丝管道的方向，使得纤维丝的轨迹与送丝管道出口端的树脂材料的轨迹是一致的，以满足挤出的树脂材料始终覆盖在纤维丝的表面，从而形成纤维复合材料并粘接在工作台上。控制装置控制动力装置带动齿轮转动从而改变送丝管道的位置。

[0066] 连续纤维增强复合材料3D打印机会根据打印轨迹使得二维运动平台在二维空间内移动，从而带动打印喷头在二维空间内移动，从而形成打印轨迹，一边移动一边打印，最终完成单层打印。当单层打印完成后，还需要改变打印喷头与工作台之间的距离以继续打印下一层。当物品最终打印完成后，需要剪断纤维丝。

[0067] 当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
多孔材料的增强-专利编号CN101184606B	2020-05-13	401
玻纤增强PET材料-专利编号CN106893267A	2020-05-11	98
PPS膜增强材料-专利编号CN103579634A	2020-05-12	918
多孔材料的增强-专利编号CN101184606A	2020-05-12	423
增强复合材料-专利编号CN102731803B	2020-05-13	62
增强材料-专利编号CN101977762A	2020-05-11	1029
玻纤增强PET材料-专利编号CN106800749A	2020-05-11	237
增强复合材料-专利编号CN102731803A	2020-05-12	975
增强复合材料-专利编号CN101331176B	2020-05-13	102
钢板增强材料-专利编号CN203960116U	2020-05-11	1033

一种连续纤维增强复合材料3D打印机

一种连续纤维增强复合材料3D打印机

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