[发明专利]一种用于多边形柱结构整体成型的连续纤维3D打印装置

权利要求书

1.一种用于多边形柱结构整体成型的连续纤维3D打印装置，其特征在于：包括三轴3D打印机框架(1)、多边形柱模具(2)、夹持机构(3)和圆柱平移旋转机构(4)，多边形柱模具(2)和圆柱平移旋转机构(4)连接，圆柱平移旋转机构(4)连接在三轴3D打印机框架(1)上；多边形柱模具(2)通过夹持机构(3)夹持，夹持机构(3)连接在三轴3D打印机框架(1)上；

所述的圆柱平移旋转机构(4)包括内圆柱(401)、端面带花键的外圆环柱(402)和外部限位块(403)，内圆柱(401)与电机(404)相连，电机(404)固定在三轴3D打印机框架(1)的Y向铝型材上；内圆柱(401)上的曲线凹槽(411)与外圆环柱(402)上的凸块(421)相配合，外圆环柱(402)的一端有花键(424)，花键(424)插入到多边形柱模具(2)端面的棱角上，实现对多边形柱模具(2)的转动。

2.根据权利要求1所述的一种用于多边形柱结构整体成型的连续纤维3D打印装置，其特征在于：所述的多边形柱模具(2)为任意多边形，且多边形尺寸可选，设置在三轴3D打印机框架1的打印平台部分，两端面有对应多边形状的突出部分。

3.根据权利要求1所述的一种用于多边形柱结构整体成型的连续纤维3D打印装置，其特征在于：所述的夹持机构(3)由夹具(301)和电缸(302)组成，两端的电缸(302)分别固定在三轴3D打印机框架(1)两个X向铝型材中间，夹具(301)固定在电缸推杆上，实现多边形柱模具(2)的Y轴方向移动。

4.根据权利要求1所述的一种用于多边形柱结构整体成型的连续纤维3D打印装置，其特征在于：所述外圆环柱(402)上有轴向凹槽(422)和周向凹槽(423)，轴向凹槽(422)、周向凹槽(423)和外部限位块(403)配合实现限位，外部限位块(403)固定在三轴3D打印机框架(1)上，轴向凹槽(422)限制外圆环柱(402)只能平移，周向凹槽(423)限制外圆环柱(402)只能旋转，从而实现外圆环柱(402)端面上花键(424)平移进入多边形柱模具(2)的花键槽，然后带动多边形柱模具(2)以侧棱为轴旋转的过程。

5.根据权利要求2所述的一种用于多边形柱结构整体成型的连续纤维3D打印装置，其特征在于：所述的多边形柱模具(2)两端面的每个内角顶点处设置有花键槽，多边形柱模具(2)两个端面的中心处有对应多边形的凸出部分。

6.根据权利要求5所述的一种用于多边形柱结构整体成型的连续纤维3D打印装置，其特征在于：所述的花键槽应尽量靠近内角顶点，长度为多边形柱的1/3，且所有的花键槽为一致方向。

7.根据权利要求6所述的一种用于多边形柱结构整体成型的连续纤维3D打印装置，其特征在于：所述的多边形柱模具(2)端面凸出的多边形部分应与多边形柱模具(2)形状完全一致，但边长＜多边形柱模具边长-花键槽外径。

8.根据权利要求3所述的一种用于多边形柱结构整体成型的连续纤维3D打印装置，其特征在于：所述的夹持机构(3)的夹具(301)形状对应多边形柱模具(2)为水平时多边形的边角形状。

9.根据权利要求4所述的一种用于多边形柱结构整体成型的连续纤维3D打印装置，其特征在于：所述的轴向凹槽(422)和周向凹槽(423)为类栅栏状的限位凹槽，其轴向长度为需要花键插入的长度，两轴向凹槽(422)的间距对应所需的旋转角度；两轴向凹槽(422)间的周向凹槽(423)深度从入口端到出口端，出现由深至浅的变化。