[发明专利]一种基于FDM技术的连续纤维增强复合材料微反应喷头

权利要求书

1.一种基于FDM技术的连续纤维增强复合材料微反应喷头,其特征步骤如下：

步骤1：该打印机喷头包括一加热块，加热块中间开设连续纤维束原材料进出通道，连续纤维束由此通道进入加热块。

步骤2：加热块外壁左右对称嵌入两个散热管和雾化喷头，散热管中开设丝状热塑性3D打印材料进出通道，空气雾化喷头的进液口通入化学试剂(或高温熔融液态树脂)，进气口通入空气。

步骤3：连续纤维束经加热块顶部的进口通入，在空气雾化喷头的雾化压力下，连续纤维束中连续纤维丝之间的粘连力被破坏，空气雾化喷头中喷射出的化学试剂浸润到连续纤维束中，促进碳纤维和基体材料的反应(若所喷试剂为熔融态热塑性树脂材料，可促进连续纤维和基体材料的粘结)。

步骤4：初步融合的连续纤维复合材料继续向下推进，达到加热块中的加热区时，加热块两侧的喉管中导入热塑性3D打印材料，并在加热区进行熔融。

步骤5：熔融的热塑性3D打印材料包裹住经初步融合的连续纤维复合材料，形成包覆热塑性3D打印材料的复合连续纤维材料，复合连续纤维材料经喷嘴挤出并固化到工作平台上。

2.根据权力要求1所描述的一种基于FDM技术的连续纤维增强复合材料微反应喷头，其特征在于：

(1)将两个雾化喷嘴对称安装在加热块上，经雾化喷嘴喷出的含有化学试剂或熔融聚合物基体材料的气体可将连续纤维束吹散，使纤维束内部和外部纤维均匀沾染化学试剂或熔融态聚合物。

(2)雾化喷嘴与连续纤维交汇处形成一微型反应室，在该区域可促进化学试剂与纤维的反应或促进连续纤维与基体材料的浸润。

(3)由于雾化喷嘴的加入，延长了连续纤维与基体材料在喷嘴内的相互作用试件，进一步促进了连续纤维与基体材料间的浸润，有助于二者间界面的形成。

(4)雾化喷嘴可提供额外的气动压力，促进纤维与基体的混合物由喷嘴挤出，降低了喷嘴在成型过程中被堵的概率。

(5)雾化喷嘴可雾化的材料广泛，不仅包括热熔性聚合物基体材料，还包括可促进连续纤维与基体粘结的粘结剂以及促进纤维与基体反应的化学试剂等。