[发明专利]一种连续纤维预浸料3D打印喷头及其3D打印机、打印方法

权利要求书

1.一种连续纤维预浸料3D打印喷头，其特征在于，包括固定支座、散热装置、加热装置、连续纤维预浸料导向通道和若干压轮，所述的散热装置螺纹连接于所述的固定支座的下端，所述加热装置螺纹连接于所述的散热装置的下端，所述的导向通道依次穿过所述的固定支座、所述的散热装置和所述的加热装置，用于向下供给连续纤维预浸料，所述压轮设置在所述的加热装置的下端，并分布在所述的导向通道的两侧；

所述的固定支座上设有供料装置、剪断机构和剪断再供料装置，所述的剪断机构设置在所述的供料装置和剪断再供料装置之间；

其中，所述的供料装置和剪断再供料装置包括主动齿轮和滑轮，且所述的主动齿轮和滑轮设置在所述的导向通道之间，提供向下传送连续纤维预浸料的动力；所述的剪断机构包括复位弹簧、复位压块、剪断刀片和气缸，在所述的导向通道一侧的所述的固定支座上固定连接所述的复位弹簧，所述的复位弹簧的另一端固定在所述的复位压块上，在所述的导向通道的另一侧设有所述的剪断刀片，所述的剪断刀片由所述的气缸提供剪断力。

2.根据权利要求1所述的连续纤维预浸料3D打印喷头，其特征在于，在位于所述的导向通道两侧的所述的固定支座上设有用于设置所述的供料装置或所述的剪断再供料装置的凹槽。

3.根据权利要求2所述的连续纤维预浸料3D打印喷头，其特征在于，两个所述的主动齿轮设置在所述的导向通道同一侧的凹槽上，并通过设置在所述的固定支座的同步带同步带动，所述的滑轮设置在所述的导向通道另一侧的凹槽上。

4.根据权利要求1所述的连续纤维预浸料3D打印喷头，其特征在于，所述的固定支座上设有用于压缩所述的复位压块的空间，所述的空间从所述的固定支座的侧壁延伸并横跨所述的导向通道至另一侧所述的固定支座的侧壁上。

5.根据权利要求4所述的连续纤维预浸料3D打印喷头，其特征在于，所述的复位弹簧设置所述的空间的侧壁上；在所述的空间的另一侧壁上设有所述的剪断刀片穿过的缝隙。

6.根据权利要求1所述的连续纤维预浸料3D打印喷头，其特征在于，所述的加热装置包括加热套、传热合金管，所述的传热合金管位于所述的加热套的内侧，所述的传热合金管的内侧设有特氟龙管，用于减少摩擦。

7.根据权利要求1所述的连续纤维预浸料3D打印喷头，其特征在于，所述的压轮通过通心轴设置所述的加热装置的下端。

8.根据权利要求1所述的连续纤维预浸料3D打印喷头，其特征在于，还包括转动机构，所述的转动机构用于调整3D打印喷头的打印路径。

9.一种3D打印机，其特征在于，包括安装有权利要求1～8任一所述的3D打印喷头。

10.一种利用权利要求1～8任一所述的3D打印喷头的打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将权利要求1～8任一所述的3D打印喷头安装在3D打印机上，连续纤维预浸料穿过所述的导向通道，从所述的压轮处伸出2～8mm，然后为所述的加热装置、所述的供料装置和所述的剪断再供料装置提供电源；

(2)在所述的供料装置和所述的剪断再供料装置的同步供给下，穿过所述的剪断机构，此时，所述的剪断机构没有接受控制信号，不动作；再穿过所述的散热装置，保持固态；进入所述的加热系统，在加热下，连续纤维预浸料中的热塑性树脂受热变为能黏合的熔融态，通过所述的压轮的作用将熔融态的连续纤维预浸料按需要的路径压实在打印底板或下层连续纤维预浸料上；

(3)所述的3D打印喷头还包括转动机构，当连续纤维预浸料打印路径方向发生变化时，打印喷头在所述的转动机构的作用下发生转动，使得所述的压轮的转动方向始终与打印路径平行；

(4)当连续纤维预浸料需要剪断时，在控制信号的作用下使所述的气缸动作，然后传递到所述的剪断刀片上，所述的剪断刀片在所述的复位弹簧和复位压块的配合下切断连续纤维预浸料，然后所述的剪断刀片缩回，在所述的剪断再供料装置的作用下，继续行进；打印时，按需重复转动步骤(3)和剪断动作(4)，即完成高强度复合材料零件的打印。