[发明专利]一种3D打印纤维局部增强的扁挤压筒的制备方法

权利要求书

1.一种3D打印纤维局部增强的扁挤压筒的制备方法，其特征在于，制备出一种3D打印纤维局部增强的扁挤压筒，包括相互套接的外筒(1)和内套(2)，内套(2)上设置有呈扁椭圆形的挤压扁孔(3)，沿挤压扁孔(3)的周向设置有去材槽，去材槽内填充有内衬物(6)；

所述去材槽为呈马蹄状的去材槽a(4)，且其分布在挤压扁孔(3)的长轴方向两端；

所述去材槽为呈扁椭圆形的去材槽b(5)，且其沿所述的挤压扁孔(3)的周向分布；

所述去材槽的去材厚度为5mm-100mm；

具体包括以下步骤：

步骤1，选取原材料纤维和H13钢粉，根据扁挤压筒待增强部位去材槽a(4)或去材槽b(5)的实际尺寸，完成其三维CAD模型，利用3D打印前处理软件将待打印模型分层处理；

步骤2，将步骤1得到的分层处理信息输入到SLM快速成型机中，得到激光烧结及纤维导头路径；

步骤3，预热步骤2的SLM快速成型机，将SLM快速成型机工作区域抽真空后通入氩气密封，然后在SLM快速成型机工作区域内铺设一层H13钢粉，随后快速放入扁挤压筒，激光烧结该处H13钢粉，完成该层的成型；

步骤4，纤维导头在步骤3成型区域上层均匀、方向性的摆放纤维，之后SLM快速成型机工作台下降，铺设一层H13钢粉，激光烧结；

步骤5，重复步骤4直至扁挤压筒整个待增强部位材槽a(4)或去材槽b(5)打印完成，取出扁挤压筒，进行热处理去应力退火后，得到局部增强的扁挤压筒。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印纤维局部增强的扁挤压筒的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中的原材料纤维为长纤维或短纤维，具体是碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维、碳化硼纤维、尼龙中的一种或几种；所述的原材料H13钢粉的粒度为0.015-0.1mm；所述的纤维表面有涂层处理，具体为：在其表面涂覆SiO₂、或化学镀Ni和Cu金属、或者镀非金属涂层，然后再加入浓度为5％-15％的粘合剂。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印纤维局部增强的扁挤压筒的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中的预热温度不小于300℃。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印纤维局部增强的扁挤压筒的制备方法，其特征在于，所述的步骤3和步骤4中的激光烧结温度均为1350-1500℃，激光光斑直径50-70μm，激光扫描速度为3-5m/s。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印纤维局部增强的扁挤压筒的制备方法，其特征在于，所述的步骤4中工作台下降的范围为(层厚+纤维直径)±0.1mm。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印纤维局部增强的扁挤压筒的制备方法，其特征在于，所述的步骤5中的去应力退火具体为：将扁挤压筒放置在马弗炉内缓慢升温至700±10℃后保持3-5h；然后以40-60℃/h的速率升温至900±10℃，取出后油冷至550℃；最后将扁挤压筒再次放置在马弗炉内以40-60℃/h速率继续升温至750±10℃，取出后油冷至120℃出炉，即得到局部增强的扁挤压筒。