[发明专利]一种混合式连续纤维增强材料3D打印挤出系统

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，特指一种混合式连续纤维增强材料3D打印挤出系统，包括有相互连接的送料装置和喷嘴，还包括有螺杆式机构。在本发明中，通过进料管向送料套筒中输送连续纤维增强材料，连续纤维增强材料在送料螺杆的作用下到达熔融区；同时，通过送料装置向送料套筒输送热塑性材料，当连续纤维增强材料和热塑性材料达到熔融区后，在加热装置的作用下，热塑性材料受热软化，包裹在连续纤维增强材料外，继而在送料螺杆和送料装置的共同作用下把包裹有热塑性材料的连续纤维增强材料挤出到喷嘴外，解决了现有技术中所存在的连续纤维增强材料送料稳定性差、精度低，热塑性材料和连续纤维增强材料浸渗效果不好及喷嘴易堵塞的问题。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特指一种混合式连续纤维增强材料3D打印挤出系统。

背景技术

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

而现有技术中并未使用连续纤维增强材料，连续纤维增强材料是一种柔性的线材，一般以丝状呈现，其具有高模量、高强度、低比重、耐磨损等优异特性，在航空航天、国防军工以及民用工业等领域有着重要的应用前景。

传统的连续纤维增强材料成型工艺有热压成型、RTM成型、缠绕成型、拉挤成型、层压成型等，对推动连续纤维增强材料的发展应用起到了十分重要的作用，但一直以来都存在一些缺点无法克服，例如大部分成型工艺需要专用的模具，成型过程复杂且加工成本高，很难实现复杂结构件的快速制造，大大限制了连续纤维增强材料的应用范围。近年来3D打印技术的快速发展使复杂纤维复合材料制品快速生产成为可能，3D打印技术所具有的操作简单、速度快、精度高等优点给连续纤维增强材料应用注入了新的活力。

然而，目前针对连续纤维增强材料3D打印工艺的研究还处于起步阶段，仍然存在一些不足：

1、现有连续纤维增强材料3D打印技术方案，基本都是利用滚动轮来输送打印材料，但是由于连续纤维增强材料是一种柔性的线材，通过滚动轮输送容易出现由于材料刚性不足而变形，最终导致线材送进出现误差甚至失败，大大影响了送料的稳定性和精确性；

2、在热塑性材料和连续纤维增强材料混合打印时，容易出现两种材料混合不充分，相互浸渗程度不足的情况，还容易出现打印材料在喷嘴处堵塞的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：为了解决现有技术中通过滚动轮对连续纤维增强材料进行送料，容易使连续纤维增强材料发生变形或难以控制其输出的精度，大大影响了送料的稳定性和精确性的问题，以及热塑性材料和连续纤维增强材料浸渗效果不好、容易在喷嘴处堵塞等问题，本发明提供了一种混合式连续纤维增强材料3D打印挤出系统。

为了解决现有技术中所存在的问题，本发明采用以下技术方案：

一种混合式连续纤维增强材料3D打印挤出系统，包括有相互连接的送料装置和喷嘴，

所述混合式连续纤维增强材料3D打印挤出系统还包括有螺杆式机构，所述螺杆式机构设置在所述送料装置和所述喷嘴的连接处；

所述螺杆式机构包括有送料套筒和设置在所述送料套筒内的送料螺杆，且所述送料螺杆可在所述送料套筒内转动，所述送料套筒的底部连接有所述喷嘴，所述送料装置用于把热塑性材料送入至所述送料套筒中；

所述送料套筒的侧壁上设置有用于向所述送料套筒内输送连续纤维增强材料的进料管，所述进料管与所述送料套筒相连通；

所述送料装置包括有进料口和出料口，所述出料口与所述送料套筒相连通；

所述螺杆式机构靠近所述喷嘴处形成熔融区，所述送料套筒的外侧壁上设置有加热装置，所述加热装置置于所述熔融区中，所述热塑性材料和所述连续纤维增强材料在所述熔融区中充分浸渗。