[发明专利]聚合物连续纤维复合层的连续3D打印方法及质量评估方法

权利要求书

1.一种聚合物连续纤维复合层的连续3D打印质量评估方法，其特征在于，所述聚合物连续纤维复合层通过将聚合物线材和导电纤维材料熔融沉积进行3D打印得到，包括聚合物基体和被所述聚合物基体包裹的连续纤维；所述聚合物基体的材料为聚合物线材；所述连续纤维的材料为导电纤维材料；

所述连续3D打印质量评估方法包括以下步骤：

Sa、判断所述聚合物连续纤维复合层中的所述连续纤维是否满足嵌入在所述聚合物基体内、纤维路径间隔相同且内部无断裂点也无重叠点的条件，若是，则转至步骤Sb；否则，判定3D打印质量不合格，操作结束；

Sb、通过计算所述聚合物连续纤维复合层的平均滑移距离来评估聚合物连续纤维复合层的连续3D打印质量；其中，所述滑移距离为所述聚合物基体中的拐点与其对应位置处所述连续纤维的拐点的距离；所述平均滑移距离越小，3D打印质量越高。

2.根据权利要求1所述连续3D打印质量评估方法，其特征在于，所述计算所述聚合物连续纤维复合层的平均滑移距离的方法包括：

从所述聚合物基体中随机选择预设数量的拐点，分别测量各拐点与其对应位置处所述连续纤维的拐点的距离，得到各拐点的滑移距离；

计算各拐点滑移距离的平均值，得到所述聚合物连续纤维复合层的平均滑移距离。

3.根据权利要求1或2所述连续3D打印质量评估方法，其特征在于，所述聚合物线材包括聚醚醚酮线材、聚乳酸或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。

4.根据权利要求1或2所述连续3D打印质量评估方法，其特征在于，所述导电纤维材料包括导电镍铬合金丝、碳纤维、铜丝或镍钛合金丝。

5.根据权利要求1或2所述连续3D打印质量评估方法，其特征在于，所述聚合物基体和所述连续纤维的形状均为“S”形。

6.一种聚合物连续纤维复合层的连续3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基于预设3D打印参数，通过将聚合物线材和导电纤维材料熔融沉积来进行连续3D打印，得到聚合物连续纤维复合层；其中，所述聚合物连续纤维复合层包括聚合物基体和被聚合物基体包裹的连续纤维；所述聚合物基体的材料为聚合物线材；所述连续纤维的材料为导电纤维材料；

S2、采用权利要求1-5任意一项所述的连续3D打印质量评估方法对所述聚合物连续纤维复合层进行质量评估，若评估结果为3D打印质量不合格，则在3D打印参数的预设范围内调整预设3D打印参数，转至步骤S1；否则，得到预设3D打印参数下所述聚合物连续纤维复合层的平均滑移距离；

S3、在3D打印参数的预设范围内调整预设3D打印参数；

S4、重复S1-S3进行迭代直至达到预设迭代次数，得到不同预设3D打印参数下所述聚合物连续纤维复合层的平均滑移距离；

S5、将最小平均滑移距离所对应的3D打印参数作为最优3D打印参数，对应的聚合物连续纤维复合层即为最终的3D打印结果。

7.根据权利要求6所述的连续3D打印方法，其特征在于，所述预设3D打印参数包括：基板温度、喷头高度、打印速度和打印间距。

8.根据权利要求7所述的连续3D打印方法，其特征在于，当评估结果为3D打印质量不合格时，在打印速度的预设范围内降低打印速度、在打印间距的预设范围内增大打印间距、在喷头高度的预设范围内增大喷头高度且/或在基板温度的预设范围内降低基板温度，以调整预设3D打印参数；

当评估结果为3D打印质量合格时，比较相邻两次所得的平均滑移距离，若平均滑移距离增大，则在打印速度的预设范围内减小打印速度且/或在打印间距的预设范围内增大打印间距，以调整预设3D打印参数。