[发明专利]一种层间微细棒增强连续纤维增强复合材料增材制造方法

摘要

一种层间微细棒增强连续纤维增强复合材料增材制造方法，先完成复合材料的制备和成型的一体化过程，得到目标制件；再由纤维浸渍树脂，经微径杆拉挤工艺成型，经过裁剪制得微细棒；然后将微细棒材装载入射钉枪内，射入已预先经过环境加热软化过的目标制件中；如果目标制件为厚度小于3cm的板类零件，则只需要完成一次微细棒的嵌入；否则需要完成一次以上微细棒的嵌入，直至目标制件厚度达到目标要求；最后将植入过微细棒的目标制件放入恒温腔室内进行加热后处理，以利于目标制件与微细棒形成较好的结合界面；本发明实现了各向性能均衡或可控的高性能连续纤维增强复合材料挤出成型构件的快速制造。

主权项

1.一种层间微细棒增强连续纤维增强复合材料增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：a)复合材料的制造：利用连续纤维增强复合材料挤出成型的增材制造工艺，完成复合材料的制备和成型的一体化过程，得到目标制件(1)，目标制件(1)的具体参数由建模模型决定；b)微细棒的制备：由纤维浸渍树脂，经微径杆拉挤工艺成型，即在牵引装置的作用下经过模具加温预浸并在烘道中冷却固化后收卷，经过裁剪制得微细棒(3)；所使用的纤维和树脂种类由实际应用的场合和目标制件1的材料种类来决定，纤维包括碳纤维和芳纶纤维；c)微细棒的嵌入：将微细棒(3)材装载入射钉枪(2)内，利用高压气流的作用，将微细棒(3)射入已预先经过环境加热软化过的目标制件(1)中，植入的密度和深度由实际应用需求决定；d)复合材料的循环增强：如果目标制件(1)为厚度小于3cm的板类零件，则只需要完成一次微细棒的嵌入；如果目标制件(1)是厚度大于3cm的体状零件，需要打印厚度小于等于3cm时就嵌入一次微细棒(3)，再继续打印小于等于3cm的厚度后继续嵌入微细棒(3)，具体的循环打印厚度由实际操作中所使用的微细棒(3)的长度决定，直至目标制件(1)厚度达到目标要求；e)层间增强制件的后处理：将植入过微细棒(3)的目标制件(1)放入恒温腔室内进行加热后处理，加热温度维持于基体树脂的玻璃化温度以上5分钟以上。