[发明专利]一种连续纤维增强复合材料3D打印的多级送丝打印头

摘要

一种连续纤维增强复合材料3D打印的多级送丝打印头，包括固定于一级加热块上表面的纤维导管，纤维导管内孔道形成纤维通道，一级喉管固定于一级加热块一侧，一级喉管内孔道形成一级内孔道，高分子材料从一级内孔道穿过进入一级加热块熔融腔内；一级加热块固定于二级加热块上方，二级喉管固定于二级加热块一侧，二级喉管内孔道形成二级内孔道，高性能热塑性材料从二级内孔道穿过进入二级加热块熔融腔内；以此相同的结构类推，最终所有的加热块固定于末级加热块上面，喷嘴固定于末级加热块下表面，本发明采用多级送丝打印头，很好地将连续纤维用基体材料进行多级包覆，得到具有良好综合性能的连续纤维增强复合材料零件。

主权项

一种连续纤维增强复合材料3D打印的多级送丝打印头的使用方法，其特征在于，包括下列步骤：1)将多级送丝3D打印头安装到3D打印机中，并依次装入高分子材料(9)、各级高性能热塑性材料与连续纤维(1)，依次为各级加热块提供电源加热；2)高分子材料(9)通过一级喉管(6)内孔道形成的一级内孔道，在一级加热块(3)加热下成为熔融态高分子材料(15)进入到一级加热块(3)中的熔融腔内；3)连续纤维束(2)通过纤维导管(1)内孔道形成的纤维通道，首先与熔融态高分子材料(15)复合在一起形成一级包覆完成预浸渍处理，二者从一级加热块(3)出口挤出；4)高性能热塑性材料(10)通过二级喉管(7)形成的二级内孔道，在二级加热块(4)加热下成为熔融态高性能热塑性材料(14)进入到二级加热块(4)的熔融腔内，并与由一级加热块(3)出口挤出的完成一级包覆的复合纤维束复合在一起完成二级包覆从二级加热块(4)出口挤出；5)以此类推，各级熔融态的基体材料通过各级内孔道进入各级加热块中加热成为熔融态并与从上一级加热块出口挤出的复合纤维束复合在一起完成此级包覆进入到下一级加热块中,最终在末级加热块(5)中与熔融态高性能热塑性材料(13)复合完成整个包覆过程；6)最终完成各级包覆的复合纤维束进入喷嘴(12)中，从喷嘴(12)中挤出连续纤维增强多基体复合材料丝材，随着3D打印机的打印过程，连续纤维增强多基体复合材料丝材按照3D打印方法成型零件,所述的一种连续纤维增强复合材料3D打印的多级送丝打印头，包括固定于一级加热块(3)上表面的纤维导管(1)，纤维导管(1)内孔道形成纤维通道，一级喉管(6)固定于一级加热块(3)一侧，一级喉管(6)内孔道形成一级内孔道，高分子材料(9)从一级内孔道穿过进入一级加热块(3)熔融腔内；一级加热块(3)固定于二级加热块(4)上方，二级喉管(7)固定于二级加热块(4)一侧，二级喉管(7)内孔道形成二级内孔道，高性能热塑性材料(10)从二级内孔道穿过进入二级加热块(4)熔融腔内；以此相同的结构类推，前面一级的加热块固定于后面一级加热块上，最终所有的加热块固定于末级加热块(5)上面，末级喉管(8)固定于末级加热块(5)一侧，末级喉管(8)内孔道形成末级内孔道，末级高性能热塑性材料(11)从末级孔道穿过进入末级加热块(5)熔融腔内，喷嘴(12)固定于末级加热块(5)下表面；所述的高分子材料(9)为柔性PLA或柔性ABS，高性能热塑性材料(10)或末级高性能热塑性材料(11)采用PEEK或ABS。