[发明专利]3D打印丝材多丝束同步收卷装置及方法

说明书

本发明针对高模量、多丝束打印丝材同步收卷的难题，公开了3D打印丝材多丝束同步收卷装置及方法。包括：底座支架、支撑架、传动系统、定位系统、单向变速系统和自收紧线盘。本发明还公开了具体操作步骤。本发明通过各种支架、传动机构和轴向卡钩等整体和单元的特殊设计，解决了高模量丝材收卷过程中的多头份、小型化、高稳定和批量化的问题，具有非常好的应用价值。

技术领域

本发明涉及收卷机械技术领域，具体是3D打印丝材多丝束同步收卷装置及方法。

背景技术

连续纤维复合材料3D打印丝材，是指一种采用连续纤维与热塑性树脂预先浸渍的丝材，该材料主要于复合材料打印成型技术，是一种新型复合材料打印基材。该丝材截面呈圆形，相较于传统打印丝材，其具有优异的强度和模量，是一种理想的可快速成型的结构新材料，但由于其较高的模量使得收卷过程回弹力/内应力较大，为丝材收卷带来较大的困难。目前现有装备中使用的主要是沿用传统打印树脂丝材收卷装置，存在收卷过程中较易折损，导致已收卷丝材滑脱散开，过程连续性不佳。

除此之外，现有3D打印丝材收卷一般采用线盘收卷的方式；目前市面上主要采用单束单独收卷，形式单一；面对多个丝材收卷效率较低且无法控制收卷张力因而难以实现同步收卷，给连续纤维复合材料批量生产带来困难，本发明研制出一种多功能的丝材收卷装置；既能实现多束高模量丝材稳定同步收卷也能单一控制收卷时速度不匹配等问题。

发明内容

本发明解决技术问题是：针对高模量、多丝束打印丝材同步收卷中存在的不足，发明了3D打印丝材多丝束同步收卷装置及方法，包括支架、传动装置、回转轴、布线器、布线轮、防丝材滑脱装置。底座支架（1）内部设有“O”字型支撑架（7），支撑架（7）两端安装支撑回转件的滑动轴承（6），滑动轴承连接回转轴（11），回转轴（11）一端连接同步齿轮（3）通过同步带（4）由电机驱动；回转轴（11）另一端均布单向轴承（10）驱动线盘（8）进行收卷；所述线盘（8）上方设有由压力环（13）和弹簧（14）组成的防丝材滑脱机构。

具体的，所述防丝材滑脱机构，通过轴套（12）与回转轴（11）连接，与线盘（8）同步运动，3D打印丝材收卷于压力环内部，依靠弹簧（14）的回弹力对丝材起到压紧防滑脱作用。

优选的，所述单项向轴承(10)的主要作用是实现对单根3D打印丝材的张力调节，保持多根丝材同步同张力收卷。

优选的，所述布线器（2）经过渡板安装多个布线滚轮，以实现单布线器同步布线多根3D打印丝材。

优选的，所述布线器（2）与回转轴（11）共用同一驱动装置。

本发明的有益效果为：

1.本发明针对连续纤维复合材料打印丝材力学性能，尤其是模量较高，不利于稳定收卷的问题，在线盘上设计了轴上卡钩（10）对收卷丝材进行固定，防止丝材过程损坏导致已收卷丝材整体崩裂，进而导致收卷中断，影响生产连续性，实现高模量丝材稳定收卷；

2.本发明通过齿轮传动带动回转轴转动，使布线器左右移动；根据多个布线轮对丝材进行收卷，实现了多丝束高模量丝材同步收卷；通过回转轴上一种卡死装置从而保证收卷过程中即使出现各丝材牵引（收卷）不同步或个别丝材断裂的情况，丝材收卷装置仍可正常稳定运行；

3. 本发明通过多功能收卷装置的设计，实现了多丝束高模量丝材的同步收卷，极大的节约了收卷装置的空间占有，实现多丝束收卷的小型化，利于适合批量稳定生产；

4. 本发明通过多功能收卷装置的设计，实现了多丝束高模量丝材的单一工位收卷，仅需要一套驱动和传动装置即可实现多丝束收卷，极大的降低了收卷成本。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2为本发明线盘压紧装置；