[发明专利]一种含有剪断机构的连续纤维增强复合材料3D打印装置

权利要求书

1.一种含有剪断机构的连续纤维增强复合材料3D打印装置，其特征在于，包括进料接口模块、纤维与基体材料复合模块(3)、纤维剪断模块以及挤出喷嘴(6)；纤维和基体材料通过进料接口模块分别进入纤维与基体材料复合模块(3)进行复合，通过挤出喷嘴(6)，在打印平台上堆积实现连续纤维增强复合材料打印，在打印过程中不需要加入纤维时，通过所述的纤维剪断模块剪断纤维，停止纤维材料的供给；

所述的纤维剪断模块包括支架(14)、驱动电机(19)、主动齿轮(18)、从动齿轮(17)，上滚动轴承(16)、下滚动轴承(13)、圆盘(11)、转动杆(15)、固定刀片(8)、运动刀片(9)、压紧弹簧(7)和复位弹簧(10)；

所述的支架(14)通过螺栓固定于纤维与基体材料复合模块(3)的加热块上；所述驱动电机(19)安装在纤维与基体材料复合模块(3)的散热块顶端伸出的平台上；所述主动齿轮(18)与驱动电机(19)连接；所述从动齿轮(17)与转动杆(15)固连，并与主动齿轮(18)啮合；所述下滚动轴承(13)和上滚动轴承(16)分别安装于支架(14)及散热块顶部平台上；所述圆盘(11)偏心固定于转动杆(15)底端；所述转动杆(15)穿过下滚动轴承(13)和上滚动轴承(16)并由螺母固定；所述固定刀片(8)和运动刀片(9)放置在挤出喷嘴(6)的凹槽中；所述压紧弹簧(7)放置在挤出喷嘴(6)的盲孔中；所述复位弹簧(10)放置在加热块下部孔中；

所述的挤出喷嘴(6)中含有两层凹槽及三个带有沉孔的通孔和一个盲孔以及中间通孔，上层凹槽(61)用于放置固定刀片(8)，下层凹槽(62)用于放置运动刀片(9)，盲孔(63)用于放置压紧弹簧，三个通孔(64)用于螺栓与加热块部分的连接，中间通孔(65)用于通过熔融后的材料；

所述的固定刀片(8)呈方块状，其一边上设有一半圆突出部(81)，该半圆突出部分(81)用于限制该固定刀片(8)的径向运动，固定刀片(8)上设有一个向下的刃口a(82)；

所述的运动刀片(9)呈“L”状，包括竖直板块(91)和水平板块(92)，所述的竖直板块(91)内侧与复位弹簧(10)接触，外侧与圆盘(11)接触，所述的水平板块(92)置于下层凹槽(62)中且其端部设有向上的刃口b(93)。

2.根据权利要求1所述的含有剪断机构的连续纤维增强复合材料3D打印装置，其特征在于，所述的进料接口模块包括基体材料供给软管(1)和连接头(2)、纤维导管(21)，基体材料供给软管(1)一端与常用的3D打印送丝机构相连，另一端穿过连接头(2)插入纤维与基体材料复合模块(3)中，连接头(2)连接纤维与基体材料复合模块(3)的进料口，纤维导管(21)一端与纤维供给机构相连，另一端插入纤维与基体材料复合模块(3)中。

3.根据权利要求1所述的含有剪断机构的连续纤维增强复合材料3D打印装置，其特征在于，所述的纤维与基体材料复合模块(3)包括散热块和加热块两部分，散热块部分外部轴向等间距设置的多个散热片；加热块部分含有加热棒以及温度传感器。

4.根据权利要求2或3所述的含有剪断机构的连续纤维增强复合材料3D打印装置，其特征在于，所述的纤维与基体材料复合模块(3)内部有至少一个倾斜导料孔和一个竖直导料孔，所述的基体材料供给软管(1)插入倾斜导料孔上部，所述的纤维导管(21)插入竖直导料孔上部。

5.根据权利要求4所述的含有剪断机构的连续纤维增强复合材料3D打印装置，其特征在于，所述的倾斜导料孔的倾斜角度为：与竖直方向的夹角为5～15°。

6.根据权利要求4所述的含有剪断机构的连续纤维增强复合材料3D打印装置，其特征在于，所述的纤维与基体材料复合模块(3)内部设置的倾斜导料孔为两个，两个倾斜导料孔与竖直导料孔在加热块内部交汇形成“三合一”空腔。

7.根据权利要求4所述的含有剪断机构的连续纤维增强复合材料3D打印装置，其特征在于，所述的纤维与基体材料复合模块(3)内部设置的倾斜导料孔为三个，三个倾斜导料孔沿圆周等分设置，与竖直导料孔交汇形成竖直“四合一”空腔。

8.根据权利要求3所述的含有剪断机构的连续纤维增强复合材料3D打印装置，其特征在于，所述的加热块位于散热块下方，加热块与散热块为可拆卸式连接，且在加热块与散热块之间设有隔热片。