CN107791515A - 一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置 - Google Patents

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刘东雷
王学亮
曹传亮
辛勇
王文琴
艾凡荣
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Nanchang University
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置。包括液体槽，设置在液体槽内部的升降台和设置在液体槽两侧的两对传输辊，所述升降台为四边形板状结构；所述液体槽上方设置有第一激光器和第二激光器；所述液体槽内装有液态光敏树脂，所述液体槽两侧设置有纤维增强材料送料装置和纤维增强材料收料装置，所述纤维增强材料通过纤维增强材料送料装置穿过两对传输辊回到纤维增强材料收料装置，通过激光器对经过液体槽上方的纤维增强材料作用给产品加料。整合了两种3D打印工艺。降低了需要两种3D设备需求的配置成本。增加了应3D打印条件不同而做出的可选择性，具有经济效益。

Description

一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置。
背景技术
快速成型技术又称3D打印，基于离散的增长方式成型原型或制品。即在计算机上设计零件的三维模型，利用快速成型装置，通过叠层累加的方式，成型模型或制品。主要包括光固化快速成型(SLA)、叠层实体制造技术（LOM）、选择性激光烧结（SLS）快速成型等。改善了设计过程中的人机交流，缩短了产品开发周期，加快了产品更新换代速度，降低了投资风险，减少了投资风险。3D打印逐步被大众了解，发展快速。
目前3D打印装置，大多用途单一，其中原因之一是每种3D打印工艺所要求的原料及部件不一样。市面上没有可同时作为光固化快速成型和叠层实体快速成型的3D打印装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置。
为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：
一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置，包括液体槽，设置在液体槽内部的升降台和设置在液体槽两侧的两对传输辊，所述升降台为四边形板状结构，所述升降台一侧设置有用于带动升降台移动的升降台丝杆；所述液体槽上方设置有第一激光器和第二激光器；所述液体槽内装有液态光敏树脂，通过第一激光器给产品加料，所述液体槽两侧设置有纤维增强材料送料装置和纤维增强材料收料装置，所述纤维增强材料通过纤维增强材料送料装置穿过两对传输辊回到纤维增强材料收料装置，通过第二激光器对经过液体槽上方的纤维增强材料作用给产品加料。
所述纤维增强材料送料装置包括水平设置的送料丝杆，包附与送料丝杆上的圆柱形送料小车，所述送料小车上设置有纤维增强材料；所述纤维增强材料收料装置包括水平设置的收料丝杆，包覆于收料丝杆上的圆柱形收料小车，所述收料小车上有回收的纤维增强材料。
所述送料丝杆和收料丝杆都可以前后移动和旋转，所述送料丝杆和收料丝杆旋转方向一致。
所述纤维增强材料为编织成型玻璃纤维连续体，所述纤维增强材料为普通玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等。
第一激光器为激发光固化凝固的氩离子激光器，第二激光器为切割添加增强材料的CO2激光器。
所述升降台丝杆上设置有与升降台垂直的刮板。
所述液体槽有传输辊一侧的槽壁上分别方设置有用于限定纤维增强材料的限位条，所述限位条两侧设置有限位丝杆。
本发明的有益效果在于：
整合了两种3D打印工艺。降低了需要两种3D设备需求的配置成本。增加了应3D打印条件不同而做出的可选择性，具有经济效益。
克服了添加复合材料过程中总会产生边缘凸出的技术问题。相对于传统的快速成型产品，制件的强度高，弥补了快速成型产品在强度方面的短板，耐疲劳性好，在纤维复合增强材料中的纤维能够阻止纤维与树脂的胶合处能够有效的阻止疲劳产生的裂纹增大。破损安全性能好。纤维复合材料中的独立纤维能使构件不在短期内丧失承受能力。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。
图1为启动本发明示意图；
图2为本发明示意图。
其中，1液体槽，101产品，2升降台，201升降台丝杆，202刮板，3传输辊，4送料丝杆，401送料小车，5收料丝杆，501收料小车，6第一激光器，7第二激光器，8限位条,801限位丝杆，9纤维增强材料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
参见图1-2。
本发明公开了一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置，包括液体槽1，设置在液体槽1内部的升降台2和设置在液体槽1两侧的两对传输辊3，所述升降台2为四边形板状结构，所述升降台2一侧设置有用于带动升降台2移动的升降台丝杆201；所述液体槽1上方设置有第一激光器6和第二激光器7；所述液体槽1内装有液态光敏树脂，通过第一激光器6时给产品101加料，所述液体槽1两侧设置有纤维增强材料送料装置和纤维增强材料收料装置，所述纤维增强材料9通过纤维增强材料送料装置穿过两对传输辊3回到纤维增强材料收料装置，通过第二激光器7对经过液体槽1上方的纤维增强材料9作用给产品101加料。
所述纤维增强材料送料装置包括水平设置的送料丝杆4，包附与送料丝杆4上的圆柱形送料小车401，所述送料小车401上设置有纤维增强材料9；所述纤维增强材料收料装置包括水平设置的收料丝杆5，包覆于收料丝杆5上的圆柱形收料小车501，所述收料小车501上有回收的纤维增强材料9。
所述送料丝杆4和收料丝杆5都可以前后移动和旋转，所述送料丝杆4和收料丝杆5旋转方向一致。
所述纤维增强材料9为编织成型玻璃纤维连续体，所述纤维增强材料9为普通玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等。
第一激光器6为激发光固化凝固的氩离子激光器，第二激光器7为切割添加增强材料的CO2激光器。
所述升降台丝杆201上设置有与升降台2垂直的刮板202，所述刮板202用于刮平平液态树脂。
所述液体槽1有传输辊一侧3的槽壁上分别方设置有用于限定纤维增强材料9的限位条8，所述限位条8两侧设置有限位丝杆801。
本发明的使用原理简述如下：
液体槽1内充满液态光敏树脂，启动装置，当需要光敏树脂制作产品1时，升降台2移动到接近液体槽1液态光敏树脂面的部位，通过第一激光器6发射氩离子光束，而对光敏树脂表面逐点扫描固化，形成一个薄层，升降台2下移一个厚度距离，新的液态光敏树脂会铺满原先固化好的树脂表面，进行下层扫描，如此重复，直至成型。当需要纤维增强材料9制作产品101时，送料丝杆4和收料丝杆5分别带动送料小车401和送料小车同向旋转，纤维增强材料9通过送料小车401穿过两对传输辊3回到收料小车501，通过第二激光器7按照计算机程序设计的轮廓面进行切割，升降台2下移一个层厚的距离，开始添加纤维增强材料9，同时移动刮板202刮平液态树脂，重复上述操作，直至零件成型。
两种打印方式可以交替使用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置，包括液体槽（1），设置在液体槽（1）内部的升降台（2）和设置在液体槽（1）两侧的两对传输辊（3），其特征在于：所述升降台（2）为四边形板状结构，所述升降台（2）一侧设置有用于带动升降台（2）移动的升降台丝杆（201）；所述液体槽（1）上方设置有第一激光器（6）和第二激光器（7）；所述液体槽（1）内装有液态光敏树脂，通过第一激光器（6）给产品（101）加料，所述液体槽（1）两侧设置有纤维增强材料送料装置和纤维增强材料收料装置，所述纤维增强材料（9）通过纤维增强材料送料装置穿过两对传输辊（3）回到纤维增强材料收料装置，通过第二激光器（7）对经过液体槽（1）上方的纤维增强材料（9）作用给产品（101）加料。
2.根据权利要求1所述的一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置，其特征在于：所述纤维增强材料送料装置包括水平设置的送料丝杆（4），包附与送料丝杆（4）上的圆柱形送料小车（401），所述送料小车（401）上设置有纤维增强材料（9）；所述纤维增强材料收料装置包括水平设置的收料丝杆（5），包覆于收料丝杆（5）上的圆柱形收料小车（501），所述收料小车（501）上有回收的纤维增强材料（9）。
3.根据权利要求2所述的一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置，其特征在于：所述送料丝杆（4）和收料丝杆（5）都可以前后移动和旋转，所述送料丝杆（4）和收料丝杆（5）旋转方向一致。
4.根据权利要求1所述的一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置，其特征在于：所述纤维增强材料（9）为编织成型玻璃纤维连续体，所述纤维增强材料（9）为普通玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等。
5.根据权利要求1所述的一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置，其特征在于：第一激光器（6）为激发光固化凝固的氩离子激光器，第二激光器（7）为切割添加增强材料的CO2激光器。
6.根据权利要求1所述的一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置，其特征在于：所述升降台丝杆（201）上设置有与升降台（2）垂直的刮板（202）。
7.根据权利要求1所述的一种连续纤维和光敏树脂复合光固化快速成型装置，其特征在于：所述液体槽（1）有传输辊一侧（3）的槽壁上分别方设置有用于限定纤维增强材料（9）的限位条（8），所述限位条两（8）侧设置有限位丝杆（801）。
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