[发明专利]一种连续纤维增强树脂复合材料的3D打印头及打印方法

权利要求书

1.一种连续纤维增强树脂复合材料的3D打印方法，其特征在于，其中3D打印头包括：送料机构、浸胶模块、切割模块、树脂固化模块，所述送料机构包括上下对称设置的两个拉丝模块，分别为拉丝模块一、拉丝模块二，两个拉丝模块间设置有切割模块，所述拉丝模块一两侧设有浸胶模块，所述拉丝模块二下方设有树脂固化模块；

所述拉丝模块包括驱动齿轮（1）、从动齿轮（2）、传送带（3）；拉丝模块一将纤维束拉进所述3D打印头，拉丝模块二将打印好的纤维束从所述3D打印头中推出，纤维束（9）被传送带（3）夹持而协同运动；

所述驱动齿轮（1）为步进电机或伺服电机驱动，所述驱动齿轮（1）、从动齿轮（2）上分别设有传送带（3），驱动齿轮（1）与从动齿轮（2）的齿轮转动方向相反，带动两根传送带（3）运动，所述两根传送带之间的间隙略小于纤维束（9）的厚度；

所述浸胶模块包括树脂槽(4)、沾胶辊（5）；所述沾胶辊（5）与传送带（3）间相互接触，在传送带（3）的带动下沾胶辊在树脂槽内（12）转动；

所述切割模块包括运动机构（6）、切割刀（7），所述运动机构（6）带动切割刀（7）对纤维素进行切割；

所述运动机构（6）为气缸直线运动单元、推杆电机、超声波发生器及电机中的一种；

所述树脂固化模块包括模具和固化器（8），所述模具置于拉丝模块二下方，所述固化器为热风枪、激光器、远红外加热管、紫外灯中的一种；

所述3D打印方法包括如下步骤：

1）输送纤维束：在拉丝模块一的作用下，将纤维束（9）牵引进入3D打印头内部，

2）树脂浸润纤维束：将树脂粘附于沾胶辊（5）及传送带（3）表面，并通过传送带（3）与纤维束（9）的接触，使得树脂浸润纤维束；

3）切割纤维束：通过切割模块对纤维束进行切割，并停止纤维的供给；

4）输送纤维束：切割断的纤维由拉丝模块二送出打印头，并将其铺设在模具（11）表面；

5）固化纤维束：通过固化器（8）对铺贴到模具（11）表面的纤维束进行固化，在模具表面发生相转变而定型。

2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强树脂复合材料的3D打印方法，其特征在于，所述纤维束为：碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、氧化铝纤维中的一种；所述树脂为：环氧树脂、不饱和聚酯、丙烯酸系列光敏树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂中的热固性树脂或光敏树脂。

3.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强树脂复合材料的3D打印方法，其特征在于，所述固化器采用热风枪、激光器、远红外加热管中的一种时，所述树脂选用热固性树脂；所述固化器采用紫外灯时，所述树脂采用光敏树脂。