[发明专利]碳纤维热塑性复合材料智能结构制造装置与方法

摘要

本发明公开了碳纤维热塑性复合材料智能结构制造装置，包括运动模块和热塑性复合材料打印模块，还包括碳纤维铺设模块和灌注模块；本发明还公开了碳纤维热塑性复合材料智能结构的制造方法；本发明装置和方法将碳纤维和热塑性复合材料通过三维打印技术进行集成，不仅可大幅提高三维打印热塑性材料强度，而且能够实现智能结构状态自监测，同时还可以通过在智能结构内部设置孔道，并在相邻孔道内部分别填充不同组份的树脂，可实现智能结构损伤自修复，对拓展三维打印热塑性复合材料应用领域具有重要意义。

主权项

1.碳纤维热塑性复合材料智能结构制造装置，包括运动模块和热塑性复合材料打印模块，其特征在于，还包括碳纤维铺设模块和灌注模块；所述运动模块包括：打印平台；XYZ三个运动轴，所述打印平台安装在Z轴上；打印模块安装座，安装在X轴和Y轴配合的运动输出端上并安装有所述热塑性复合材料打印模块和所述碳纤维铺设模块；所述打印模块安装座上设有分别安装所述热塑性复合材料打印模块和所述碳纤维铺设模块的第一升降机构和第二升降机构；所述碳纤维铺设模块包括：第二丝材挤出单元，用于向前推挤热塑性材料打印丝材；第二动力源，向所述第二丝材挤出单元提供动力；第一喉管，与所述第二丝材挤出单元的出丝口连通；第二散热结构，设置在所述第一喉管的外周；第二喉管，用于通入碳纤维；第二加热单元，设有与所述第一喉管连通的第二丝材通道，与所述第二喉管连通的第三丝材通道以及交会所述第三丝材通道与所述第二丝材通道的第四丝材通道；第二打印头，与所述第四丝材通道的出丝口连通；所述第二丝材通道和所述第四丝材通道在同一直线上，所述第三丝材通道相对所述第二丝材通道倾斜布置；所述灌注模块包括两个储液模块，分别储存双组份树脂胶的一种组份，两种组份树脂胶相遇后会发生固化；所述热塑性复合材料打印模块打印出热塑性复合材料基体，热塑性复合材料基体留出至少一组孔道，每组孔道包括相互靠拢并且沿着相同方向延伸的两条孔道；通过灌注模块向每组孔道的两条孔道中分别注入不同组份树脂胶，同一组孔道内的两条孔道中的树脂相遇后会发生固化。