[发明专利]一种连续碳纤维3D打印装置、控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种连续碳纤维3D打印装置，包括机架(1)、打印平台(2)、打印装置本体(3)以及安装在机架(1)上带动打印装置本体(3)进行水平移动的移动机构(4)，其特征在于：打印装置本体(3)包括转动牵引机构(7)以及与转动牵引机构(7)连接的打印机构(8)，所述打印机构(8)包括加热块(9)，所述加热块(9)包括碳纤维丝进料口(10)、基体材料进料口(11)、物料浸润通道(12)以及与物料浸润通道(12)连通的喷嘴(13)，所述碳纤维丝进料口(10)和基体材料进料口(11)均与物料浸润通道(12)连通，所述加热块(9)还包括第二进料通道(22)，所述第二进料通道(22)的一端为碳纤维丝进料口(10)，所述第二进料通道(22)的另一端与物料浸润通道(12)连通，所述碳纤维丝进料口(10)、第二进料通道(22)、物料浸润通道(12)以及喷嘴(13)位于同一条倾斜直线(14)上，所述转动牵引机构(7)根据打印装置本体(3)的水平移动方向来带动打印机构(8)发生转动，使喷嘴(13)的出料方向与打印装置本体(3)的水平移动方向之间形成的角度θ始终为钝角。

2.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维3D打印装置，其特征在于：打印机构(8)还包括与基体材料进料口(11)连通的基体材料下料机构，所述基体材料下料机构包括基体材料驱动部(15)、与机体材料驱动部连接的连接块(16)以及与连接块(16)连接的散热部(17)，所述连接块(16)包括第一下料通道(18)，所述散热部(17)包括与第一下料通道(18)连通的第二下料通道(19)，所述第二下料通道(19)位于第一下料通道(18)正下方且位于基体材料进料口(11)的正上方，所述第二下料通道(19)与基体材料进料口(11)连通，所述第一下料通道(18)和第二下料通道(19)均为竖直结构。

3.根据权利要求2所述的一种连续碳纤维3D打印装置，其特征在于：所述散热部(17)还包括设置在第二下料通道(19)外部的散热翅片(20)。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种连续碳纤维3D打印装置，其特征在于：所述加热块(9)还包括第一进料通道(21)，所述第一进料通道(21)的一端为基体材料进料口(11)，所述第一进料通道(21)的另一端与物料浸润通道(12)连通，所述第一进料通道(21)为竖直结构。

5.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维3D打印装置，其特征在于：所述转动牵引机构(7)包括与打印机构(8)连接的转动杆(23)以及与转动杆(23)连接的第一驱动电机(24)。

6.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维3D打印装置，其特征在于：所述打印机构(8)还包括碳纤维丝下料机构(30)，所述碳纤维丝下料机构(30)包括固定块(25)、设置在固定块(25)上的线盘(26)以及用于驱动线盘(26)发生转动的第二驱动电机(27)，所述第二驱动电机(27)驱动线盘(26)发生圆周转动，来使得若干股碳纤维丝在下料的过程中捻在一起。

7.一种连续碳纤维3D打印控制系统，其特征在于：包括与权利要求1至权利要求6中任意一项所述的连续碳纤维3D打印装置电连接的控制系统以及与控制系统电连接的数据模块(34)，所述数据模块(34)设置在计算机中，所述数据模块(34)包括转动角度数据以及移动坐标数据，所述数据模块(34)中的转动角度数据依据移动坐标数据所表示的移动机构(4)的移动方向来设定，所述控制系统包括与移动机构(4)电连接的第一控制单元(32)以及与转动牵引机构(7)电连接的第二控制单元(33)，所述第二控制单元(33)根据转动角度数据来控制转动牵引机构(7)发生转动，从而满足喷嘴(13)的出料方向与打印装置本体(3)的水平移动方向之间形成的角度θ为钝角；所述第一控制单元(32)根据移动坐标数据来控制移动机构(4)，移动机构(4)带动打印装置本体(3)发生相对应的水平移动。

8.一种连续碳纤维3D打印控制方法，该方法在权利要求7所述的一种连续碳纤维3D打印控制系统中执行，所述控制方法包括下列步骤：

(1)、控制系统读取数据模块(34)中的转动角度数据，控制系统给定第二控制单元(33)一个控制信号，第二控制单元(33)接收到控制信号后来控制转动牵引机构(7)发生转动，从而满足喷嘴(13)的出料方向与打印装置本体(3)的水平移动方向之间形成的角度θ始终为钝角；

(2)、控制系统读取数据模块(34)中的移动坐标数据，并给第一控制单元(32)一个控制信号，第一控制单元(32)接收到控制信号后控制移动机构(4)发生相对应的水平移动，移动机构(4)在水平移动的过程中会带动与其连接的打印装置本体(3)同样发生水平移动。