[发明专利]一种连续纤维增强复合材料打印头及复合材料的制造方法

说明书

本申请公开了一种连续纤维增强复合材料打印头及复合材料的制造方法，所述打印头包括：打印头机架；储纤维单元，所述储纤维单元设置在所述打印头机架上，且所述储纤维单元可引出连续纤维；材料复合整容单元，所述材料复合整容单元设置在所述打印头机架上，且位于在所述储纤维单元的下方；冷却单元，所述冷却单元设置在所述打印头机架上，且与所述材料复合整容单元连接；第二送丝单元，所述第二送丝单元与所述冷却单元连接；挤出单元，所述挤出单元设置在所述打印头机架上，且与所述第二送丝单元连接。通过纤维在线浸润包覆处理和纤维主动进给，避免了纤维在输送过程中因拉扯力过大而造成损伤，实现了高稳定快速地制造连续纤维增强复合材料的技术效果。

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种连续纤维增强复合材料打印头及复合材料的制造方法。

背景技术

纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量、耐腐蚀和多功能等优点，被广泛应用于航天航空、汽车、机器人和国防军事等领域。纤维增强复合材料根据纤维的长度尺寸可以分为短切纤维增强复合材料、长切纤维增强复合材料以及连续纤维增强复合材料。其中，短切纤维增强复合材料和长切纤维增强复合材料的制造技术较为成熟，但其纤维对制件力学性能的提升非常有限，难以满足工业对高性能纤维复合材料的需求，为此，连续纤维增强复合材料受到了越来越多的关注。而随着连续纤维增强复合材料3D 打印工艺的出现，使得连续纤维增强复合材料的低成本、快速制造成为可能。

但上述现有技术至少存在如下技术问题：

现有技术中的连续纤维增强复合材料3D打印工艺存在制造效率低和制造过程稳定性差的技术问题。

发明内容

本申请实施例通过提供一种连续纤维增强复合材料打印头及复合材料的制造方法，解决了现有技术中的连续纤维增强复合材料3D打印工艺存在制造效率低和制造过程稳定性差的技术问题。通过纤维在线浸润包覆处理和纤维主动进给，避免了纤维在输送过程中因拉扯力过大而造成损伤，实现了高稳定快速地制造连续纤维增强复合材料的技术效果。

第一方面，为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种连续纤维增强复合材料打印头，所述打印头包括：打印头机架；储纤维单元，所述储纤维单元设置在所述打印头机架上，且所述储纤维单元可引出连续纤维；材料复合整容单元，所述材料复合整容单元设置在所述打印头机架上，所述材料复合整容单元设置在所述储纤维单元的下方，且所述材料复合整容单元包括：第一喉管，所述第一喉管的外侧设置有第一散热管；第一加热块，所述第一加热块与所述打印头机架连接，且所述第一加热块与所述第一喉管连接；第二喉管，所述第二喉管与所述第一加热块连接，且所述第二喉管的外侧设置有第二散热管；第一加热单元，所述第一加热单元与所述第一加热块连接；第一喷嘴，所述第一喷嘴设置在所述第一加热块的底端；整容加热块，所述整容加热块设置在所述打印头机架上，且所述整容加热块的上部具有一开口，其中所述开口与所述第一喷嘴相对设置；第一送丝单元，所述第一送丝单元与所述第二喉管连接，且所述第一送丝单元上设置一料盘，其中所述料盘可引出树脂丝材；冷却单元，所述冷却单元设置在所述打印头机架上，且所述冷却单元与所述材料复合整容单元连接；第二送丝单元，所述第二送丝单元与所述冷却单元连接；挤出单元，所述挤出单元设置在所述打印头机架上，且所述挤出单元与所述第二送丝单元连接。

优选的，所述材料复合整容单元还包括：第一隔热块，所述第一隔热块的一侧与所述第一喉管连接，所述第一隔热块的另一侧与所述第一加热块固定连接；第二隔热块，所述第二隔热块与所述第二喉管连接。

优选的，所述材料复合整容单元还包括：第一温度传感单元，所述第一温度传感单元设置在所述第一加热块上；第二加热单元，所述第二加热单元与所述整容加热块连接；第二温度传感单元，所述第二温度传感单元设置在所述整容加热块上，且所述第二温度传感单元与所述第二加热单元连接。

优选的，所述材料复合整容单元还包括：储料筒，所述储料筒与所述整容加热块的下端部连通。