[实用新型]连续纤维增强复合材料3D打印的纤维丝剪断装置

说明书

一种连续纤维增强复合材料3D打印的纤维丝剪断装置，包括打印头支架及其上安装的步进电机模块，打印头支架和打印机连接；步进电机模块给剪切单元提供动力，剪切单元位于步进电机模块的下方，剪切单元连接在滑块上，滑块沿直线滑轨滑动，直线滑轨通过固定架安装在打印头支架上；剪切单元下方设有打印头，打印头固定在打印头支架上；打印时，剪切单元处于抬起状态；剪切时，步进电机推动剪切单元向下移动到达剪切位置，气缸推动剪切滑块向下运动，弧形刀头闭合，剪断纤维丝；剪切后，气缸带动剪切滑块向上运动，弧形刀头张开，步进电机拉动剪切单元向上运动复位，完成剪切过程；本实用新型装置结构简单，可靠性高，价格低廉。

技术领域

本实用新型涉及复合材料3D打印技术领域，具体涉及一种连续纤维增强复合材料3D打印的纤维丝剪断装置。

背景技术

复合材料具有优异的使用性能，其比强度高、比刚度高、破损安全高、阻尼减震性好、抗疲劳性能好、可设计性强、耐腐蚀、便于大面积整体成型等独特优点，使其应用范围不断扩大，在航空航天等高技术领域得到了广泛的应用。

目前随着3D打印技术的快速发展，将3D打印技术应用到复合材料领域，从而诞生了连续纤维增强复合材料3D打印技术，不仅降低了复合材料的制造成本，而且有效的提高了其制造效率。但目前专门针对于复合材料3D打印技术开发的剪断装置还比较少，现有的剪断设备通常在打印头前面斩断纤维丝，然后通过二次重送完成接下来的打印过程，存在可靠性差，结构复杂，价格昂贵等缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供了一种连续纤维增强复合材料3D打印的纤维丝剪断装置，装置结构简单，可靠性高，价格低廉，对常见的纤维增强复合材料均适用。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种连续纤维增强复合材料3D打印的纤维丝剪断装置，包括打印头支架1及其上面安装的步进电机模块2，打印头支架1和打印机连接；步进电机模块2给剪切单元3提供动力，剪切单元3位于步进电机模块2的下方，剪切单元3安装在滑块4上，滑块4在直线滑轨5上面滑动，直线滑轨5通过固定架7安装在打印头支架1上；剪切单元3下方设有打印头6，打印头6固定在打印头支架1上。

所述的滑块4和直线滑轨5共有两对，分别安装在剪切单元3的左右两侧。

所述的步进电机模块2包括步进电机21，步进电机21安装在电机安装板22上，电机安装板22连接在打印头支架1上，步进电机21电机轴和传动螺母23配合连接，传动螺母23连接在传动支架24上，传动支架24和剪切单元3连接。

所述的步进电机21的电机轴为丝杠，传动螺母23与电机轴之间通过螺纹传递动力，将电机轴旋转运动转化成传动螺母23的直线运动。

所述的剪切单元3包括气缸32，气缸32固定在剪切支架31上，剪切支架31和传动支架24连接；气缸32的活塞杆有螺纹孔，与U型支架33连接，U型支架33两端与左右两侧的剪切滑块35连接，剪切滑块35沿剪切滑轨34滑动，剪切滑轨34固定在剪切支架31上；剪切滑块35与连杆36上端通过固定轴37连接，连杆36能够绕固定轴37转动；连杆36另一端通过另一个固定轴37与弧形刀头39连接；弧形刀头39安装在壳体38上，壳体38固定在剪切支架31上。

所述的固定轴37与弧形刀头39、剪切滑块35上面的安装孔采用过盈配合安装，与连杆36之间为间隙配合，实现连杆36绕固定轴37的转动。

所述的壳体38内部设有滑道，弧形刀头39在壳体38的内部左右滑动，且壳体38为耐磨材料制作，并且在接触的位置添加润滑油。

所述的连杆36和与之连接的剪切滑块35、弧形刀头39共同构成一套双滑块结构，将来自气缸(32)的纵向运动转化成横向运动，实现弧形刀头(39)的开合。