[发明专利]一种纤维增强夹层结构复合材料的成型方法

权利要求书

1.一种纤维增强夹层结构复合材料的成型方法，其特征在于：具体步骤如下：

S1、根据成型件的要求，设计夹层结构复合材料面板层和夹芯层的空间分布及几何尺寸；

S2、利用Rhinoceros软件根据设计好的空间分布及几何尺寸绘制三维模型，将该三维模型以STL文件格式导入3D打印软件Repetier-Host中，使用slic3r软件对三维模型进行分层处理，得到模型的层数及各层的打印路径；

S3、选取芳纶纤维作为增强纤维并对其进行一定的处理，选取1.75mm聚乳酸线材作为基体打印材料，根据增强纤维和聚乳酸基体的性质设计3D打印机的工艺参数及喷嘴的尺寸规格；

S4、聚乳酸线材通过喂入口到达喷嘴，芳纶纤维通过压辊到达喷嘴，两者在喷嘴处通过高温实现聚乳酸基体对芳纶纤维的包覆；

S5、打印开始前，先对3D打印机喷嘴的z轴高度进行调整，使其与打印平面的距离为1mm，通过挤出操作确定芳纶纤维与聚乳酸基体能够从喷嘴中正常挤出，对喷嘴口附近的打印残留物进行清理，保证打印过程中没有残留物滴露，设置打印的各类参数，待喷嘴温度加热到指定温度时，点击3D打印软件Repetier-Host的开始按钮，打印开始进行，按照slic3r软件设计的打印路径逐层打印累积，直至夹层结构复合材料产品成型。

2.如权利要求1所述的一种纤维增强夹层结构复合材料的成型方法，其特征在于：所述的S2中，利用Rhinoceros软件绘制三维模型时，选择大模型毫米模式，绘制的曲线是封闭的且不能有自交的情形，在平面上将模型设计好之后，使用以平面曲线建立曲线命令，将各线段组合成一个整体，使用挤出曲面工具将平面图形拉成立体，然后将三维模型导入3D打印软件Repetier-Host中。

3.如权利要求2所述的一种纤维增强夹层结构复合材料的成型方法，其特征在于：将三维模型导入3D打印软件Repetier-Host后，为保证在打印的过程不需要添加支撑结构以及保证打印的完整性和可实现性，对三维模型位置进行调整，沿X轴方向旋转90°。

4.如权利要求1所述的一种纤维增强夹层结构复合材料的成型方法，其特征在于：所述的S3中，对作为增强纤维的芳纶纤维的处理方法如下：

S3.1、先使用丙酮溶液清洗芳纶纤维10min，再用无水乙醇清洗表面，在80℃的烘箱中烘燥10min，完成对芳纶纤维表面的清洗；

S3.2、再将芳纶纤维放入浴比为1：30的稀磷酸溶液中浸渍5min，再将浸渍后的芳纶纤维放入温度为140℃烘箱中烘干，时间为6min，然后用70℃的去离子水清洗至溶液呈中性，在烘箱中烘燥8min，烘燥时间为10min，完成纤维的改性。

5.如权利要求1所述的一种纤维增强夹层结构复合材料的成型方法，其特征在于：所述的S3中，3D打印机采用熔融沉积型3D打印机，3D打印机的工艺参数设计包括打印的填充密度、喷嘴温度、热床温度、打印速度。

6.如权利要求1所述的一种纤维增强夹层结构复合材料的成型方法，其特征在于：所述的S3中，喷嘴设计为孔径1.5mm、M6螺纹，以保证增强纤维和聚乳酸基体能够同时从喷嘴中挤出。

7.如权利要求1所述的一种纤维增强夹层结构复合材料的成型方法，其特征在于：所述的S5中，打印的各类参数设置如下：打印的填充密度为80％，喷嘴温度为210℃，热床温度为50℃，打印速度为60mm/s。