[实用新型]一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置

说明书

本实用新型公开了一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置，包括复合材料挤出装置和固化装置，所述复合材料挤出装置包括喷嘴；所述固化装置包括壳体和与壳体连通的通风管，所述通风管下端设置有出风口，所述出风口设置在喷嘴的出口下方；所述壳体上端设置有进风口，所述壳体中安装有风扇和加热丝。在固化装置中安装加热丝，可以控制固化温度，避免了复合材料打印时，热量无法传递至较高层，使得较高层材料不能及时得到固化，从而保证浆料不会因为过软而发生塌陷，也不会因为浆料干燥出现分层现象，提高打印精度。

技术领域

本实用新型属于3D打印设备技术领域，具体涉及一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置。

背景技术

3D打印作为一种新型的成型制造技术，它的特点是可以直接以数字模型为基础，不需要任何工装夹具就可以完成复杂结构三维实体的快速打印，能够最大程度的降低制造成本。通过多年的发展，已经形成了种类繁多的3D打印技术，陶瓷3D打印技术已被广泛应用于制造各种形状复杂的陶瓷制品，但陶瓷材料固有的脆性，极大地限制了其在承载力大、可靠性高等技术领域的广泛应用，为此，人们研究发现以纤维为增强材料的陶瓷基复合材料能够提高其力学性能。然而，到目前为止，陶瓷材料的3D打印技术更多地应用于制备单一材料和短切纤维增强复合材料。对现有的连续纤维增强陶瓷基复合材料3D打印装置进行研究，发现其存在以下不足：

现有陶瓷3D打印平台虽有一定的加热功能，但对具有多层结构的复合材料，打印平台发出的热量无法传递至较高层，使得挤出的浆料不能及时得到固化，造成材料塌陷，影响打印成型精度。同时，没及时固化的复合材料在后续成型过程中易于出现纤维偏心，导致力学性能不佳。

发明内容

本实用新型提供了一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置，保证浆料不会因为过软而发生塌陷。

为达到上述目的，本实用新型所述一种3D打印连续纤维增强陶瓷基复合材料的挤出固化装置，包括复合材料挤出装置和固化装置，所述复合材料挤出装置包括喷嘴；所述固化装置包括壳体和与壳体连通的通风管，所述通风管下端设置有出风口，所述出风口设置在喷嘴的出口下方；所述壳体上端设置有进风口，所述壳体内安装有风扇和加热丝。

进一步的，进风口处安装有挡风板支架，挡风板支架上端安装有可转动的挡风板。

进一步的，挡风板支架的内腔中安装有步进电机和风量调节器，步进电机和风量调节器均与风扇电连接。

进一步的，通风管下端连接有出风管，出风管位于喷嘴下部外侧，出风管上均匀开设有多个出风口。

进一步的，加热丝通过隔热板固定在壳体内壁。

进一步的，加热丝位于风扇下方。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益的技术效果：

在固化装置中安装加热丝，可以通过控制加热丝的加热功率来达到控制温度的目的，进而控制固化温度，避免了陶瓷基复合材料打印时，热量无法传递至陶瓷基复合材料的较高层，使得较高层材料不能及时得到固化，从而保证浆料不会因为过软而发生塌陷，也不会因为浆料干燥出现分层现象，提高打印精度。通过固化装置对挤出的浆料进行定点加热，使得挤出的浆料在给定区域均匀、迅速、精准固化。

进一步的，风板支架的内腔中安装有步进电机和风量调节器，步进电机和风量调节器均与风扇连接，可对风量进行调节，有利于根据浆料固化的情况及时调节风量，避免因为风量太大使得浆料固化速度太快从而出现分层现象。

进一步的，进风口处安装有挡风板支架，挡风板支架上端安装有可转动的挡风板，可通过挡风板的转动，调节进入壳体的风量，使得固化装置内的气流及时均匀的受到电热丝的加热变成热气流，然后经过出风管路以及出风口送出，使得挤出的复合丝材及时得到固化。