[发明专利]一种基于3D打印感应元件的热塑性复合材料快速感应焊接装置和方法

权利要求书

1.一种基于3D打印感应元件的热塑性复合材料快速感应焊接装置，其特征在于包括：感应元件3D打印装置、感应焊接装置、控制系统；

所述感应元件3D打印装置，由树脂3D打印模块和增强料3D打印模块组成，主要包括运动机构、固定杆、上料器、位移传感器、喷头、加热块、温度传感器、冷风装置；

所述感应焊接装置，由感应器与感应电源组成，感应器放置于工作平台下方，为热塑性复合材料焊接件提供可调节的交变磁场；

所述控制系统，与感应元件3D打印装置和感应焊接装置相连接，实时控制感应元件3D打印装置和感应焊接装置，可实现多工序多工艺参数的设置与协同调控。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印感应元件的热塑性复合材料快速感应焊接装置，其特征在于所述感应元件3D打印装置的不同模块由运动机构控制运动，且装有温度传感器和冷风装置，以防止感应元件和焊接件的热损伤。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印感应元件的热塑性复合材料快速感应焊接装置，其特征在于所述感应焊接装置中的感应器可根据焊接件的材料、结构与尺寸更换调整。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印感应元件的热塑性复合材料快速感应焊接装置，其特征在于所述控制系统包含感应元件3D打印材料数据库、3D打印工艺规划系统与感应焊接数据库，同时3D打印及感应焊接过程的关键数据会由控制系统记录反馈，实现数据库的自动更新。

5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印感应元件的热塑性复合材料快速感应焊接装置，其特征在于所述控制系统可设置不同工序的工艺参数；输入焊接件的材料、结构与尺寸，控制系统可自动匹配适用的感应元件树脂及增强料类型；输入焊接区域的形状与尺寸，3D打印工艺规划系统可自动生成感应元件的3D打印工艺参数及工作路径；感应焊接工艺参数可根据输入条件在感应焊接数据库中自动匹配。

6.一种基于3D打印感应元件的热塑性复合材料快速感应焊接方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：在控制系统中输入焊接件的材料、结构与尺寸以及焊接区域的形状与尺寸，确认感应元件树脂和增强料的材料类型并装填相应的原材料；

步骤二：控制系统自动生成感应元件3D打印工艺参数及工作路径，并匹配感应焊接工艺参数，确认相关参数设置；

步骤三：安装感应器并固定热塑性复合材料焊接件1；

步骤四：启动感应元件3D打印装置，依照设定的参数与路径在焊接区域打印感应元件，通过温度传感器和冷风装置监测并调节3D打印过程中的温度，观察并判断感应元件的成形质量是否满足感应焊接要求，若不满足则清理后重新进行感应元件的打印；

步骤五：感应元件3D打印过程结束后，关闭3D打印装置，装夹固定热塑性复合材料焊接件2，然后启动感应焊接装置，依照设定的工艺参数进行感应焊接；

步骤六：感应焊接结束后关闭设备电源并清理上料器。