CN108372658A - 连续纤维增强复合材料及零件的选区熔化成形方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于高能束选区熔化成形技术的连续纤维增强复合材料及零件的制备方法，涉及复合材料及增材制造技术领域。采用基于粉末床的高能束选区熔化成形技术，将连续纤维和基体粉末分层布置，连续纤维的熔点高于基体粉末熔点，设定合适的高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末但不熔化连续纤维。高能束根据规划路径逐层选区熔化基体粉末，实现基体和连续纤维的紧密结合，最终实现连续纤维增强复合材料及零件的高度自动化、柔性化和精细化制备。制备过程在真空或惰性气体保护环境中进行，能够有效防止制备过程中复合材料的氧化。该方法适用材料范围广、制备方法自由度高，能够大幅缩减复合材料及零件的制备周期和成本。

Description

连续纤维增强复合材料及零件的选区熔化成形方法及设备
技术领域
本发明涉及复合材料及增材制造技术领域，具体为一种基于高能束选区熔化成形技术的连续纤维增强复合材料及零件的制备方法及其设备。
背景技术
连续纤维增强复合材料因具有较高的比强度、比刚度及良好的耐高温性、耐磨性、抗疲劳性、抗断裂性等优良性能，在航空航天、先进武器、汽车等领域中得到广泛关注和快速发展。根据基体材料的不同，连续纤维增强复合材料主要可分为三类：连续纤维增强金属基复合材料、连续纤维增强聚合物基复合材料和连续纤维增强陶瓷基复合材料。
传统的连续纤维增强复合材料的制备方法主要包括连续纤维预制体制备和基体融合固化两个工序，即根据复合材料的设计需求预先在模具中完成连续纤维的布置，而后通过液态基体浸润凝固、固态基体高温高压原子扩散或化学反应沉积等方式实现基体材料与连续纤维的融合和固化，此类制备方法需要模具、生产工序复杂、制备周期长，且难以实现高度自动化、柔性化的制备，因此存在局限性。
近年来，随着增材制造技术的快速发展，使用增材制造技术制备连续纤维增强复合材料的方法开始得到关注，如公开号为CN106738891A的专利申请中介绍了一种通过CAD驱动控制打印喷头制备连续碳纤维增强ABS树脂基复合材料的方法，公开号为CN106756649Y的专利申请中介绍了一种使用激光熔覆技术制备连续SiC纤维增强钛基复合材料的方法，公开号为CN106077652A的专利申请中介绍了一种激光熔覆叠层成形复合材料的设备及方法。与传统连续纤维增强复合材料的制备方法相比，使用增材制造技术具有可精确控制成形参数、可选择性控制成形区域和纤维密度、无模制造、制备周期短等优点。
但是，现有的增材制造制备方法由于单作用点面积和层厚均较大，仍然难以实现复杂精细结构的成形，亦难以在成形方向上实现更高的纤维密度，因此同样存在一定局限性。
综上所述，现有的连续纤维增强复合材料的制备方法均存在一定不足。因此，寻求一种适用范围广、周期短、高度自动化、柔性化和精细化制备连续纤维增强复合材料的方法以及设备，成为令人关注的问题。
发明内容
针对现有的连续纤维增强复合材料及零件制备方法的缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于高能束(激光、电子束等)选区熔化成形技术的连续纤维增强复合材料及零件的制备方法及其设备。该方法和设备可以实现连续纤维增强复合材料及零件的短周期、无模制造，制备过程高度自动化、柔性化和精细化，能够制备多种连续纤维材料和多种基体材料组合的复合材料及零件，适用范围广。
本发明的技术方案是：
提供一种基于高能束选区熔化成形技术的连续纤维增强复合材料及零件的制备方法，采用基于粉末床的高能束选区熔化成形技术，将基体粉末和连续纤维分层布置，连续纤维的熔点高于基体粉末熔点，设定合适的高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末但不熔化连续纤维。高能束根据规划路径逐层选区熔化基体粉末，实现基体材料和连续纤维的紧密结合，最终实现连续纤维增强复合材料及零件的高度自动化、柔性化和精细化制备。制备过程在真空或惰性气体保护环境中进行，能够有效防止制备过程中复合材料的氧化。
该制备方法具体包括如下步骤：
(1)根据所需制备的连续纤维增强复合材料及零件的特征(如连续纤维直径、连续纤维布置间距等)，确定合适的分层厚度。根据分层厚度确定优选的高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末和部分已成形基体，但不熔化连续纤维，同时保证能够成形致密的基体；
(2)将成形腔内空气置换为惰性气体或真空；
(3)正式成形前，先预铺一层基体粉末，高能束根据当前切片层图形选区熔化基体粉末，完成单层基体成形(第一次成形的单层基体即为首层基体)，成形完毕后成形缸下降一个层厚高度；
(4)接着，预铺一层连续纤维并保持一定张紧力，然后再次预铺基体粉末，保证基体粉末填入连续纤维空隙或覆盖连续纤维，高能束根据当前切片层图形选区熔化基体粉末，实现单层连续纤维(第一次铺设的单层连续纤维即为首层连续纤维)与单层基体的结合，成形完毕后成形缸下降一个层厚高度；
(5)根据复合材料及零件成形方向上连续纤维的布置位置，选择性重复上述第(3)和第(4)步，直至完成连续纤维增强复合材料及零件的制备，
其中，所述高能束包括以激光或电子束为热源的束斑，该束斑的直径为0.06mm-1mm。
所述的基体材料包括如镁合金、铝合金、钛合金、铜合金、高温合金、不锈钢等金属材料，基体材料还包括如环氧树脂、酚醛树脂等聚合物材料，以及如玻璃陶瓷、氧化铝等陶瓷材料，连续纤维材料包括但不限于硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维等非金属纤维和钨纤维、铌纤维、钼纤维和不锈钢纤维等金属纤维。所述连续纤维包括纤维丝、纤维网、纤维布等。连续纤维材料的熔点高于基体材料，连续纤维的直径不大于所选择的分层厚度。
所述的根据复合材料及零件成形方向上连续纤维的布置位置，选择性重复第(3)和第(4)步，即根据复合材料及零件的设计需求，连续纤维层可与基体层逐层交替排列，即成形时按上述第(3)步到第(4)步交替重复完成成形；亦可与基体层多层交替排列，即成形时按上述第(3)步重复m(m为非负整数)次，然后按上述第(4)步重复n(n为非负整数)次，再按上述第(3)步重复m次，然后按上述第(4)步重复n次重复完成成形；还可与基体层多层随机排列，即成形时按上述第(3)步重复m1(m1为非负整数)次，然后按上述第(4)步重复n1(n1为非负整数)次，再按上述第(3)步重复m2(m2为非负整数)次，然后按上述第(4)步重复n2(n2为非负整数)次，按此方式，依照设定的顺序完成成形。
所述连续纤维在不同纤维层的布置方向，根据复合材料及零件的设计需求，可在每层保持同一方向，亦可按固定角度逐层变化，还可按随机角度逐层变化。根据复合材料及零件的设计需求，所述连续纤维在同一纤维层或不同纤维层的布置位置、布置间距、纤维直径和纤维材料种类可进行相应变化。
按照本发明的另一个方面，还提供一种实现如上方法的装置，其特征在于，其包括高能束发生及控制模块、高能束、成形台面、铺粉装置、成形缸、连续纤维铺设装置、张力控制装置以及切断装置，其中，
高能束发生及控制模块用于出射设定要求的高能束至成形台面进行高能束选区熔化加工，成形缸设置在成形台面处，铺粉装置用于向成形缸中铺设设定厚度的基体粉末，连续纤维铺设装置用于向成形缸中待成形材料或者待成形零件处铺设连续纤维，张力控制装置用于控制铺设的连续纤维的张力，所述切断装置用于切断外漏在已经成形的基体外的连续纤维。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)由于高能束选区熔化成形方式灵活，易于控制，调控方便，将其应用在制备连续纤维增强复合材料(复合材料是指加工零件所用的原材料，其常见的形状为平板状、块体状、圆柱体状等简单的形状)及零件(所述零件是指在特定应用场合使用的、具有特定形状的零部件，其通常具有复杂的结构，结构中同时包括多种平面、曲面部分，例如螺杆)，其制备方法能够适用于多种基体材料和连续纤维材料组合的复合材料及零件的制备，材料适用范围广；
(2)本发明提供的复合材料及零件的制备方法的制备过程为基体粉末熔化再凝固融合连续纤维的过程，有利于实现严密的界面结合，产生较强的键合力，材料性能更优良；
(3)本发明提供的复合材料及零件的制备方法在制备过程中处于真空或惰性气体保护环境，能够有效防止制备过程中复合材料的氧化；
(4)本发明提供的复合材料及零件的制备方法具备高能束选区熔化成形技术制造周期短、不需模具的优势，能够大幅缩减复合材料及零件的制备周期和成本；
(5)本发明提供的复合材料及零件的制备方法能够实现连续纤维在基体中位置和方向的灵活布置，可以显著增加复合材料及零件制备的自由度，制备过程在程序控制下自动完成，整个制备过程高度自动化、柔性化；
(6)由于高能束选区熔化成形技术能够实现较小的分层厚度和束斑直径，因此本发明提供的复合材料及零件的制备方法能够实现复杂精细的复合材料及零件的高精度成形；
(7)本发明的设备具有实际工程应用价值，其组成结构合理，使用方便。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图；
图2为本发明方法的制备过程中高能束选区熔化单层基体粉末的示意图；
图3为本发明方法的制备过程中高能束选区熔化基体粉末融合连续纤维的示意图；
图4为本发明方法的第一种具体实施方式中复合材料的基体层和连续纤维丝层的分层结构示意图；
图5为本发明方法的第一种具体实施方式中复合材料零件的基体层和连续纤维丝层的分层结构示意图；
图6为本发明的复合材料制备方法的第一种具体实施方式中层间改变连续纤维丝布置位置的分层结构示意图；
图7为本发明的复合材料制备方法的第一种具体实施方式中层间改变连续纤维丝布置间距的分层结构示意图；
图8为本发明的复合材料制备方法的第一种具体实施方式中层间改变连续纤维丝布置方向的分层结构示意图；
图9为本发明的复合材料制备方法的第一种具体实施方式中布置不同直径的连续纤维丝的分层结构示意图；
图10为本发明的复合材料制备方法的第一种具体实施方式中布置不同种材料的连续纤维丝的分层结构示意图；
图11为本发明方法的第二种具体实施方式中复合材料的基体层和连续纤维网层的分层结构示意图；
图12为本发明方法的第二种具体实施方式中复合材料零件的基体层和连续纤维网层的分层结构示意图；
图13为本发明方法的复合材料制备过程中高能束选区熔化基体粉末融合连续纤维网的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下文所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
为了实现连续纤维增强复合材料及零件的短周期、无模具、高度自动化、柔性化和精细化的制备，同时实现多种连续纤维材料和多种基体材料组合的复合材料及零件的制备，本发明提出了一种基于高能束选区熔化成形技术的连续纤维增强复合材料及零件的制备方法。该方法采用基于粉末床的高能束选区熔化成形技术，将基体粉末和连续纤维分层布置，连续纤维的熔点高于基体粉末熔点，设定合适的高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末但不熔化连续纤维。高能束根据规划路径逐层选区熔化基体粉末，实现基体和连续纤维的紧密结合。制备过程在真空或惰性气体保护环境中进行，能够有效防止制备过程中复合材料的氧化。
图1为本发明方法的流程示意图，本发明的制备方法具体包括如下步骤：
(1)根据所需制备的连续纤维增强复合材料及零件的特征(如连续纤维直径、连续纤维布置间距等)，确定合适的分层厚度。根据分层厚度确定优选的高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末和部分已成形基体，但不熔化连续纤维，同时保证能够成形获得致密的基体；
所述致密的基体是指基体致密度超过99％；
(2)将成形腔内空气置换为惰性气体或真空；
(3)图2为本发明方法的制备过程中高能束选区熔化单层基体粉末的示意图，如图2所示，图中包括高能束发生及控制模块1、高能束2、成形台面3、铺粉装置4、成形缸5、基体粉末6和图形切片区域7，成形前，铺粉装置4预铺一层基体粉末6，高能束发生及控制模块1根据当前层图形切片区域7控制高能束2选区熔化基体粉末6，完成单层基体成形，成形完毕后成形缸5下降一个层厚高度；
(4)图3为本发明方法的制备过程中高能束选区熔化基体粉末融合连续纤维的示意图，如图3所示，图中包括高能束发生及控制模块1、高能束2、成形台面3、铺粉装置4、成形缸5、基体粉末6、图形切片区域7和连续纤维8，成形前，预铺一层连续纤维8并保持一定张紧力，然后铺粉装置4预铺一层基体粉末6，基体粉末填入连续纤维8空隙或/和覆盖连续纤维8，高能束发生及控制模块1根据当前层图形切片区域7控制高能束2选区熔化基体粉末6，实现单层连续纤维与已成形基体的结合，成形完毕后成形缸5下降一个层厚高度；
(5)根据复合材料及零件成形方向上连续纤维的布置位置，选择性重复上述第(3)和第(4)步，直至完成连续纤维增强复合材料及零件的制备。
所述的基体材料包括如镁合金、铝合金、钛合金、铜合金、高温合金、不锈钢等金属材料，所述的基体材料还包括如环氧树脂、酚醛树脂等聚合物材料，以及如玻璃陶瓷、氧化铝等陶瓷材料，连续纤维材料包括但不限于硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维等非金属纤维和钨纤维、铌纤维、钼纤维和不锈钢纤维等金属纤维。所述连续纤维包括纤维丝、纤维网、纤维布等。连续纤维材料的熔点高于基体材料，连续纤维的直径不大于所选择的分层厚度。
所述的根据复合材料及零件成形方向上连续纤维的布置位置，选择性重复第(3)和第(4)步，即根据复合材料及零件的设计需求，连续纤维层可与基体层逐层交替排列，即成形时按上述第(3)步到第(4)步交替重复完成成形；亦可与基体层多层交替排列，即成形时按上述第(3)步重复m(m为非负整数)次，然后按上述第(4)步重复n(n为非负整数)次，再按上述第(3)步重复m次，然后按上述第(4)步重复n次重复完成成形；还可与基体层多层随机排列，即成形时按上述第(3)步重复m1(m1为非负整数)次，然后按上述第(4)步重复n1(n1为非负整数)次，再按上述第(3)步重复m2(m2为非负整数)次，然后按上述第(4)步重复n2(n2为非负整数)次，……，依次完成成形。
所述连续纤维在不同纤维层的布置方向，根据复合材料及零件的设计需求，可在每层保持同一方向，亦可按固定角度逐层变化，还可按随机角度逐层变化。根据复合材料及零件的设计需求，所述连续纤维在同一纤维层或不同纤维层的布置位置、布置间距、纤维直径和纤维材料种类可进行相应变化。
为了进一步说明本发明方法，下面结合具体的实施例阐述。
实施例1：
制备连续纤维丝增强复合材料或零件，连续纤维丝层与基体粉末层逐层交替排列，复合材料和零件实例的三维模型的分层结构如图4和图5所示，图4为本发明方法的第一种具体实施方式中复合材料的基体层和连续纤维丝层的分层结构示意图，图5为本发明方法的第一种具体实施方式中复合材料零件的基体层和连续纤维丝层的分层结构示意图，具体的，图4中包括基体粉末6和连续纤维丝8，图5中包括基体粉末6、连续纤维丝8和复合材料零件9，图中箭头方向为复合材料及零件的成形方向，该复合材料及零件制备的具体过程如下：
(1)根据所需制备的连续纤维丝增强复合材料及零件的特征(如连续纤维丝直径、连续纤维丝布置间距等)，确定合适的分层厚度T。根据分层厚度T确定优选的高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末和部分已成形基体，但不熔化连续纤维，同时保证能够成形致密的基体；
(2)将成形腔内空气置换为惰性气体或真空；
(3)正式成形时，铺粉装置4预铺一层基体粉末6，高能束发生及控制模块1根据当前层图形切片区域7控制高能束2选区熔化基体粉末6，完成单层基体成形，成形完毕后成形缸5下降一个层厚高度；
(4)接着，预铺一层连续纤维丝8并保持一定张紧力，然后铺粉装置4预铺一层基体粉末6，粉末覆盖连续纤维丝8，高能束发生及控制模块1根据当前层图形切片区域7控制高能束2选区熔化基体粉末6，实现单层连续纤维丝8与已成形基体的结合，成形完毕后成形缸5下降一个层厚高度；
(5)不断交替重复上述第(3)和第(4)步，直至完成所需连续纤维丝增强复合材料及零件的制备。
根据复合材料及零件的设计需求，连续纤维丝在同一纤维层或不同纤维层的布置位置、间距、方向以及连续纤维丝的直径、材料种类等可进行相应变化。
具体的，如图6所示为连续纤维丝在相邻纤维层的布置位置发生变化的示意图，图7所示为连续纤维丝在相邻纤维层的布置间距发生变化的示意图，图8所示为连续纤维丝在相邻纤维层的布置方向发生90°变化的示意图，图9所示为同一纤维层中包含不同直径的连续纤维丝的示意图，其中连续纤维丝8和第一连续纤维丝8′为不同直径的连续纤维丝，图10所示为同一纤维层中包含不同种材料的连续纤维丝的示意图，其中连续纤维丝8和第二连续纤维丝8″为不同种材料的连续纤维丝。
实施例2：
制备连续纤维网增强复合材料及零件，连续纤维网层与基体粉末层多层交替排列，按照每成形三层基体后成形一层连续纤维网层重复成形，复合材料和零件实例的三维模型的分层结构如图11和图12所示，图11中包括基体粉末6和连续纤维网8″′，图12中包括基体粉末6、连续纤维网8″′和复合材料零件9，箭头方向为复合材料的成形方向，图13为本发明方法的复合材料制备过程中高能束选区熔化基体粉末融合连续纤维网的示意图，结合图13具体说明该复合材料制备的具体过程如下：
(1)根据所需制备的连续纤维网增强复合材料及零件的特征(如连续纤维网直径、连续纤维网布置间距等)，确定合适的分层厚度T，本实施例中确定了分层厚度T后，按照每成形三层基体后成形一层连续纤维网层重复成形。根据分层厚度T确定优选的高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末和部分已成形基体，但不熔化连续纤维，同时保证能够成形致密的基体；
(2)将成形腔内空气置换为惰性气体或真空；
(3)正式成形时，铺粉装置4预铺一层基体粉末6，高能束发生及控制模块1根据当前层图形切片区域7控制高能束2选区熔化基体粉末6，完成单层基体成形，成形完毕后成形缸5下降一个层厚高度；
(4)接着，预铺一层连续纤维网8″′并保持一定张紧力，然后铺粉装置4预铺一层基体粉末6，粉末覆盖连续纤维网8″′，高能束发生及控制模块1根据当前层图形切片区域7控制高能束2选区熔化基体粉末6，实现单层连续纤维网8″′与已成形基体的结合，成形完毕后成形缸5下降一个层厚高度；
(5)按照连续执行上述第(3)步三次后执行一次第(4)步的方法重复成形，直至完成所需连续纤维网增强复合材料及零件的制备。
实施例3：
制备连续纤维丝增强复合材料或零件，连续纤维丝层与基体粉末层逐层交替排列，连续纤维在一层又一层的铺设过程中需要进行张紧以及切断的操作和控制。切断的步骤并不是总是需要的，在某些情况下，每成形完一层连续纤维层后需要进行一次连续纤维的切断，在某些情况下，在整个零件或者材料成形完后，才需要对连续纤维进行整体式的一次性切断。具体的，比如成形具有内腔或内流道结构的零件情况下，每成形完一层后需要进行一次连续纤维的切断，否则零件成形完成后内腔或内流道里的连续纤维无法清除。比如成形实心零件或材料的情况下，仅需要对连续纤维进行整体式的一次性切断。
本实施例中，每成形完一层连续纤维层后需要进行一次连续纤维的切断。其具体步骤如下：
(1)根据所需制备的连续纤维丝增强复合材料及零件的特征(如连续纤维丝直径、连续纤维丝布置间距等)，确定合适的分层厚度T。根据分层厚度T确定优选的高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末和部分已成形基体，但不熔化连续纤维，同时保证能够成形致密的基体；
(2)将成形腔内空气置换为惰性气体或真空；
(3)正式成形时，铺粉装置4预铺一层基体粉末6，高能束发生及控制模块1根据当前层图形切片区域7控制高能束2选区熔化基体粉末6，完成单层基体成形，成形完毕后成形缸5下降一个层厚高度；
(4)接着，预铺一层连续纤维丝8并保持一定张紧力，然后铺粉装置4预铺一层基体粉末6，粉末覆盖连续纤维丝8，高能束发生及控制模块1根据当前层图形切片区域7控制高能束2选区熔化基体粉末6，实现单层连续纤维丝8与已成形基体的结合；成形完毕后成形缸5下降一个层厚高度；将外漏在已经成形的基体外的连续纤维切断，将连续纤维切断端设置在连续纤维铺设装置上，准备下一次连续纤维铺设；
(5)不断交替重复上述第(3)和第(4)步，直至完成所需连续纤维丝增强复合材料及零件的制备。
一种实现如上所述方法的设备，其包括高能束发生及控制模块、高能束、成形台面、铺粉装置、成形缸、连续纤维铺设装置、张力控制装置以及切断装置，其中，高能束发生及控制模块用于出射设定要求的高能束至成形台面进行高能束选区熔化加工，成形缸设置在成形台面处，铺粉装置用于向成形缸中铺设设定厚度的基体粉末，连续纤维铺设装置用于向成形缸中待成形材料或者待成形零件处铺设连续纤维，张力控制装置用于控制铺设的连续纤维的张力，所述切断装置用于切断外漏在已经成形的基体外的连续纤维。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.连续纤维增强复合材料及零件的选区熔化成形方法，其特征在于，采用基于粉末床的高能束选区熔化成形方式，将基体粉末和连续纤维分层布置，连续纤维的熔点高于基体粉末熔点，设定高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末但不熔化连续纤维，
高能束根据设定的规划路径逐层选区熔化基体粉末，实现基体材料和连续纤维的紧密结合，
以此方式，实现连续纤维增强复合材料及零件的精细化成形，
制备过程在真空或惰性气体保护环境中进行。
2.如权利要求1所述的一种连续纤维增强复合材料及零件的选区熔化成形方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：
(1)根据所需制备的连续纤维增强复合材料及零件的特征，确定分层厚度，根据分层厚度确定高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末和部分已成形基体，但不熔化连续纤维，同时保证能够成形致密的基体；
(2)将成形腔内空气置换为惰性气体或真空；
(3)正式成形前，先预铺一层基体粉末，高能束根据当前切片层图形选区熔化基体粉末，完成单层基体成形，成形完毕后成形缸下降一个层厚高度；
(4)接着，预铺一层连续纤维并保持设定的张紧力，然后再次预铺基体粉末，保证基体粉末填入连续纤维空隙或/和覆盖连续纤维，高能束根据当前切片层图形选区熔化基体粉末，实现单层连续纤维与单层基体的结合，成形完毕后成形缸下降一个层厚高度；
(5)根据复合材料及零件成形方向上连续纤维的布置位置，选择性重复上述第(3)和第(4)步，直至完成连续纤维增强复合材料及零件的制备，
其中，所述高能束包括以激光或电子束为热源的束斑，该束斑的直径为0.06mm-1mm。
3.如权利要求2所述的一种连续纤维增强复合材料及零件的选区熔化成形方法，其特征在于，所述的基体材料包括金属材料、聚合物材料以及陶瓷材料，其中，金属材料包括镁合金、铝合金、钛合金、铜合金、高温合金、不锈钢，所述聚合物材料包括环氧树脂、酚醛树脂，所述陶瓷材料包括玻璃陶瓷和氧化铝，
所述连续纤维材料包括非金属纤维和金属纤维，非金属纤维包括硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维，
所述金属纤维包括钨纤维、铌纤维、钼纤维和不锈钢纤维，
所述连续纤维的形态包括纤维丝、纤维网、纤维布，连续纤维材料的熔点高于基体材料，连续纤维的直径不大于所设定的分层厚度。
4.如权利要求1所述的一种连续纤维增强复合材料及零件的选区熔化成形方法，其特征在于，根据复合材料及零件的设计需求，连续纤维层能与基体层逐层交替排列，也能与基体层多层交替排列，还能可与基体层多层随机排列，
所述连续纤维在不同纤维层的布置方向，能根据复合材料及零件的设计需求，在每层保持同一方向，或者按照固定角度逐层变化，或者按随机角度逐层变化，
根据复合材料及零件的设计需求，所述连续纤维在同一纤维层或不同纤维层的布置位置、布置间距、纤维直径和纤维材料种类能进行适应性变化。
5.如权利要求1所述的一种连续纤维增强复合材料及零件的选区熔化成形方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：
(1)根据所需制备的连续纤维增强复合材料及零件的特征，确定分层厚度，根据分层厚度确定高能束加工参数，保证高能束能够熔化基体粉末和部分已成形基体，但不熔化连续纤维，同时保证能够成形致密的基体；
(2)将成形腔内空气置换为惰性气体或真空；
(3)正式成形前，先预铺一层基体粉末，高能束根据当前切片层图形选区熔化基体粉末，完成单层基体成形，成形完毕后成形缸下降一个层厚高度；
(4)接着，预铺一层连续纤维并保持设定的张紧力，然后再次预铺基体粉末，保证基体粉末填入连续纤维空隙或/和覆盖连续纤维，高能束根据当前切片层图形选区熔化基体粉末，实现单层连续纤维与单层基体的结合；将外漏在已经成形的基体外的连续纤维切断，将连续纤维切断端设置在连续纤维铺设装置上，准备下一次连续纤维铺设；成形完毕后成形缸下降一个层厚高度；
(5)根据复合材料及零件成形方向上连续纤维的布置位置，选择性重复上述第(3)和第(4)步，直至完成所需连续纤维丝增强复合材料及零件的制备，
其中，所述高能束包括以激光或电子束为热源的束斑，该束斑的直径为0.06mm-1mm。
6.一种实现如权利要求1-5之一所述方法的设备，其特征在于，其包括高能束发生及控制模块、高能束、成形台面、铺粉装置、成形缸、连续纤维铺设装置、张力控制装置以及切断装置，其中，
高能束发生及控制模块用于出射设定要求的高能束至成形台面进行高能束选区熔化加工，成形缸设置在成形台面处，铺粉装置用于向成形缸中铺设设定厚度的基体粉末，连续纤维铺设装置用于向成形缸中待成形材料或者待成形零件处铺设连续纤维，张力控制装置用于控制铺设的连续纤维的张力，所述切断装置用于切断外漏在已经成形的基体外的连续纤维。
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