本發明屬于3D打印機結構設計領域，涉及一種集成結構的連續纖維增強復合材料3D打印機噴頭裝置。該裝置由基體/支撐材料打印裝置與纖維打印裝置集成打印事先處理好的復合材料纖維絲，復合材料纖維絲由纖維絲(如玻璃纖維、碳纖維等)外圍包裹熱塑性材料(如PLA、ABS和尼龍等)制成，其中基體/支撐材料打印裝置承擔基體和支撐材料的打印任務，纖維打印裝置承擔復合材料纖維絲的打印任務，在整個打印任務中基體/支撐材料打印裝置與纖維打印裝置按規劃交替打印，直至完成打印。

技術領域

本發明屬于3D熔融打印機設計、制造領域，一種集成結構的連續纖維增強復合材料3D打印機噴頭裝置，其主要特征為：該裝置由基體/支撐材料打印裝置與纖維打印裝置集成打印事先處理好的復合材料纖維絲(以下均以此命名)，復合材料纖維絲由纖維絲(如玻璃纖維、碳纖維等)外圍包裹熱塑性材料(如PLA、ABS和尼龍等)制成，其中基體/支撐材料打印裝置由遠程擠出頭構成，纖維打印裝置由進給、加熱、夾持和切斷部分組成。

背景技術

目前國內外市場上的3D成型技術主要為：金屬粉末直接激光燒結、選擇性激光燒結、三維打印黏結成型和熔融沉積成型(FDM)。其中應用最廣泛的當屬熔融沉積成型(FDM)，國內目前用于它的打印材料主要為熱塑材料，如ABS和PLA。由于熱塑材料強度低，往往在使用時不能滿足強度要求，因此為了增強這種材料的強度，韌性等，通常向其中加入強化纖維，如玻璃纖維，碳纖維等，使其成為復合材料。目前，國內的3D打印機還未見能打印復合材料的詳細報告；而在美國雖然已經有打印復合材料的3D打印機，但是其打印噴頭較大較重，且由于其切斷與打印裝置為分離結構，因此只能打印較大物件。這款集基體/支撐材料和纖維材料打印裝置的3D打印噴頭裝置能夠解決上述問題。本發明可以廣泛用于汽車、航天等領域。

發明內容

本發明的目的就是針對上述已有的技術問題和缺陷，設計一種能夠集成基體/支撐材料和纖維材料打印裝置為一體的3D打印噴頭裝置，將其安裝在打印平臺上來實現連續纖維增強復合材料3D打印。

本發明屬于3D打印機結構設計領域，涉及一種3D熔融打印機噴頭裝置，特別涉及一種具有集成結構的連續纖維增強復合材料3D打印機噴頭裝置。本發明所采用的技術方案是：設計一種集成結構的3D熔融打印機噴頭裝置。此裝置集成有基體/支撐材料打印裝置和能夠打印連續復合纖維絲的纖維材料的打印裝置?；w/支撐材料打印裝置采用遠程送絲裝置；纖維材料打印裝置具有進給、熔融、夾持和切斷機構。纖維材料打印裝置最上部是復合纖維絲的進給機構，進給機構通過步進電機提供動力，通過纖維擠出輪(從動輪為橡膠輪)將復合纖維絲沿主從輪的切線方向運動，完成復合纖維絲的進給功能；進給機構下方是夾持與切斷機構，夾持機構由電磁鐵的通斷電驅動主壓緊塊和從壓緊塊實現對復合材料纖維絲的夾持，切斷機構由舵機驅動四連桿機構實現刀片對復合材料纖維絲的切斷；夾持機構下面是熔融機構，熔融機構通過固定在加熱塊上的加熱棒來對其加熱，從而傳遞熱量至噴嘴，使其通過的復合材料纖維絲的外圍高分子熱塑材料處于熔融狀態后噴出?；w/支撐材料打印裝置和纖維材料打印裝置由中定位板和加熱塊定位板集成。散熱風扇裝配在基體/支撐材料打印裝置的散熱片上，達到整體散熱目的。集成后的噴頭裝置通過兩塊連接板與中定位板和直線軸承架連接，從而將其安裝在打印平臺上完成打印工作。

附圖說明

圖1、圖5為整體裝配圖，圖2為基體/支撐材料打印裝置的裝配圖，圖3、圖4為纖維材料打印裝置的裝配圖。

圖中件號說明：