CN114407352A - 一种用于复合材料构件制造的连续纤维3d打印机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机及方法，包括六轴机器人、预浸丝束纱架系统、连续纤维打印头系统和柔性通道、工装伺服回转轴、第七轴移动导轨和CNC控制系统；预浸丝束纱架系统固定于六轴机器人的第三关节臂上，连续纤维打印头系统连接在六轴机器人的手腕第六关节上，工装伺服回转轴位于六轴机器人一侧，六轴机器人安装于第七轴移动导轨上，纱架系统与连续纤维打印头系统通过柔性通道相连；六轴机器人、第七轴移动导轨与工装伺服回转轴、预浸丝束纱架系统、连续纤维打印头系统均与CNC控制系统相连。本发明能够实现连续纤维单丝束多规格预浸丝束3D打印，提高了大曲率复杂结构复合材料构件成型效率及质量。

Description

一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机及方法

技术领域

本发明属于纤维增强树脂基复合材料构件自动化加工成型领域，具体涉及一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机及方法。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料由于其高比强度、高比刚度等优势，已广泛应用于航空航天、汽车等领域。复合材料构件常见的成型工艺有多种，而自动铺丝技术是近年来发展最快、最有效的碳纤维复合材料构件自动化成型技术之一。自动铺丝技术使用多束6.35mm、12.7mm等规格窄预浸带，能够自由铺放各种大曲率曲面、开放式曲面以及回转式曲面。但目前现有技术中，当制造具有大曲率复杂结构并且同时具有凹面和凸面的复杂曲面构件，自动铺丝技术均由于其预浸带或压辊宽度过宽而无法紧密贴合构件表面导致无法进行自动化成型，只能通过手工铺层成型，严重影响复合材料构件的成型效率及质量。虽然采用基于FDM技术的连续纤维3D打印成型工艺能够实现复杂复合材料构件的成型，但是这种传统3D打印技术打印路径采用切片原理生成，打印头运动自由度较少，无法使纤维增强体沿复合材料构件的0°，±45°和90°等方向上分布以形成准各向同性的复合材料结构，所以其综合性能较低，无法用于制造受力复杂的复合材料零部件，限制了它的工程应用。

发明内容

为了解决大曲率复杂结构复合材料构件难以进行自动铺放成型，传统3D打印成型工艺所制造的复合材料构件性能较低的问题，本发明的目的是提出一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机及方法，通过能够实现多种规格的单丝束预浸丝束，实现大曲率复杂结构复合材料构件的高效率自动成型。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，包括六轴机器人、预浸丝束纱架系统、连续纤维打印头系统、芯模和柔性通道、工装伺服回转轴、第七轴移动导轨和CNC控制系统；

其中，预浸丝束纱架系统固定于六轴机器人的第三关节臂上，连续纤维打印头系统连接在六轴机器人的手腕第六关节上，芯模安装在工装伺服回转轴上，工装伺服回转轴位于六轴机器人一侧，六轴机器人安装于第七轴移动导轨上，纱架系统与连续纤维打印头系统通过柔性通道相连；

六轴机器人、第七轴移动导轨与工装伺服回转轴、预浸丝束纱架系统、连续纤维打印头系统均与CNC控制系统相连。

进一步的，工装伺服回转轴由芯模驱动装置和活动支撑件构成；芯模驱动装置安装在活动支撑件上，芯模安装在芯模驱动装置上。

进一步的，纱架系统包括机架、料卷收放机构、张力调节机构、丝束输送机构和预浸丝束；其中，料卷收放机构、张力调节机构和丝束输送机构均安装在机架上；预浸丝束卷绕在料卷上，料卷安装在料卷收放机构上，预浸丝束经过料卷收放机构、张力调节机构和丝束输送机构后进入柔性通道。

进一步的，料卷收放机构包括料卷驱动及张紧装置，背衬纸收集装置，丝束导向装置和料卷驱动伺服电机；料卷驱动及张紧装置和背衬纸收集装置通过同步带与料卷驱动伺服电机相连，丝束导向装置设置在背衬纸收集装置一侧。

进一步的，张力调节机构包括测距传感器，调节气缸，张力调节活动轮和张力调节固定轮；其中，张力调节活动轮一侧设置测距传感器，张力调节活动轮与张力调节气缸相连，张力调节活动轮与张力调节固定轮间隔设置。

进一步的，丝束输送机构包括丝束输送驱动伺服电机、输送主动轮、输送导向轮和第一主动送风装置；其中，输送主动轮一侧设置输送导向轮，第一主动送风装置设置在输送导向轮一侧，丝束输送主动轮与伺服电机相连，丝束经由输送导向轮和第一主动送风装置输送至柔性通道，通过柔性通道输送到连续纤维打印头系统。

进一步的，连续纤维打印头系统包括第二主动送风装置，导向轮，重送机构，夹持及剪切机构，加热装置，压紧机构和制冷装置；其中，预浸丝束经第二主动送风装置引导至导向轮，再经重送机构和夹持及剪切机构，输送至压紧机构与模具接触的TCP点处；加热装置设置在压紧机构一侧；制冷装置与柔性通道相连。

进一步的，重送机构包括主动轮和被动轮，主动轮连接有伺服电机，被动轮安装在可伸缩气缸上；夹持及剪切机构包括夹持块、上刀片和下刀片，下刀片固定在安装支架上，上刀片和夹持块安装在可伸缩气缸上，夹持块安装在上刀片的上游；压紧机构包括柔性压辊、压力传感器和调节气缸，柔性压辊安装在调节气缸的活塞杆上，由调节气缸的活塞杆推动柔性压辊施压，压力传感器安装在柔性压辊的转动轴与调节气缸的活塞杆之间，通过压力传感器实时采集压紧机构施加在模具上的压力，并通过CNC控制系统实现压力地实时调控。

进一步的，所述柔性通道一端插接在第一主动送风装置上，另一端插接在第二主动送风装置上，柔性通道材料为聚氨酯、尼龙或聚四氟乙烯。

一种基于上述打印机的用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印方法，六轴机器人与工装伺服回转轴、第七轴移动导轨通过八轴联动插补运动实现在连续纤维打印头系统有效工作范围内能够到达任意空间位置；

预浸丝束在输送机构的主动牵引输送下，经背衬纸收集装置和丝束导向装置输送至过张力调节机构，经过张力调节机构对预浸丝束张力进行实时调节后，再通过丝束输送机构输送至柔性通道，通过柔性通道后进入连续纤维打印头系统；在3D打印头系统中，预浸丝束以此经过重送机构、夹持及剪切机构和加热装置后输送至压紧机构压紧位置，由压紧机构(36)将预浸丝束压紧在芯模上；

通过CNC控制系统的控制使得打印头压紧机构与模具接触的TCP点处的移动速度与预浸丝束的输送速度一致，将连续纤维预浸丝束材料按照设计角度逐层打印至芯模上，完成复合材料构件的增材制造。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明通过设置六轴机器人、第七轴移动导轨与工装伺服回转轴，可以组成八自由度运动系统，能够执行复杂空间位姿运动，满足大曲率复杂结构复合材料构件的自动化成型。通过八自由度运动系统，能够实现连续纤维多方向多角度打印，解决了传统3D打印设备自由度少，无法实现复合材料构件准各向同性打印制造的工艺要求。采用预浸丝束纱架系统和连续纤维打印头系统分离的设计方法，通过柔性通道将二者连接起来，有效地简化了3D打印头的设计，提高了3D打印头系统的紧凑程度，有利于减小3D打印头的结构尺寸，从而在打印加工大曲率复杂结构复杂复合材料构件时，降低了打印头与打印零件和模具之间的干涉问题，提高了设备的适应性和可靠性。以成熟的工业六轴机器人为3D打印机的主要组成部分，辅以第七轴移动导轨和第八轴(芯模工装驱动回转轴)，通过纱架及连续纤维打印头的模块化设计，完成了单丝束3D打印设备的快速集成，降低了复合材料构件成形设备的生产制造成本，提高了设备的柔性。

附图说明

图1为连续纤维3D打印机整体结构示意图；

图2为预浸丝束纱架系统结构示意图。

图3为连续纤维打印头系统结构示意图。

图4为柔性通道连接结构示意图。

图5为预浸丝束输送速度和压辊运动速度匹配示意图；其中，(a)为小曲率构件打印速度匹配示意图，(b)为大曲率构件打印速度匹配示意图。

图6为组合截面柔性输送通道结构示意图。

图7为丝束夹持及剪切机构结构示意图。

图8为3D打印头整体结构和丝束压紧机构结构示意图。

图中：

1-六轴机器人，2-预浸丝束纱架系统，3-连续纤维打印头系统，4-芯模，5-柔性通道，6-工装驱动回转轴，7-为第七轴移动导轨，8-打印机CNC控制系统；20-机架，21-料卷收放机构，22-张力调节机构，23-丝束输送机构，24-输送中的预浸丝束；211-料卷驱动及张紧装置，212-背衬纸收集装置，213-丝束导向装置，214-料卷驱动伺服电机，221-测距传感器，222-张力调节气缸，223-张力调节活动轮，224-张力调节固定轮，231-丝束输送驱动伺服电机，232-丝束输送主动轮，233-丝束输送导向轮，234-第一主动送风装置；30-安装支架，31-第二主动送风装置，32-导向轮，33-丝束重送机构，34-丝束夹持及剪切机构，35-丝束加热装置，36-丝束压紧机构，37-制冷装置，38-3D打印头系统外壳，39-加热装置可调节支架；331-主动输送导轮，332-从动输送导轮；341-夹持块，342-上刀片，343-下刀片，361-柔性压辊，362-压力传感器，363-调节气缸，371-冷气输送管道，372-冷气输送区域。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明针对的对象是大曲率复杂结构复合材料构件，其最小曲率半径R＝3mm。即采用本发明所提出的连续纤维3D打印技术，在曲率半径最小为3mm的凹凸结构中，实现0°，±45°和90°的正交方向或者设计角度方向连续纤维的打印，从而满足复合材料正交各项同性的制造要求。

参照图1至图8，一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，包括六轴机器人1、第七轴移动导轨7、工装伺服回转轴6、预浸丝束纱架系统2、连续纤维打印头系统3、芯模4和柔性通道5，其中，预浸丝束纱架系统2固定于六轴机器人1的第三关节臂上，连续纤维打印头系统3连接在六轴机器人1的手腕第六关节上，芯模4位于六轴机器人1的工作范围内，芯模4安装在工装伺服回转轴6上，并由工装伺服回转轴6驱动，进而带动旋转，工装伺服回转轴6由芯模驱动装置和活动支撑件构成；工装伺服回转轴6位于六轴机器人1一侧，具体的，芯模驱动装置安装在活动支撑件上，芯模4安装在芯模驱动装置上，芯模4由芯模驱动装置带动旋转。六轴机器人1安装于第七轴移动导轨7上，可沿第七轴移动导轨7长度方向整体移动，纱架系统2与连续纤维打印头系统3通过柔性通道5相连，输送纤维预浸丝束，所输送的纤维预浸丝束既可以是热固性材料，也可以热塑性材料。

所述的六轴机器人1、第七轴移动导轨7与工装伺服回转轴6组成八自由度运动系统，该八自由度运动系统与预浸丝束纱架系统2、连续纤维打印头系统3与CNC控制系统8相连，并且均在CNC控制系统的统一控制下实现打印动作，完成复杂结构复合材料构件的制造。具体过程为：预浸丝束24在输送机构23的主动牵引输送下，经背衬纸收集装置212和丝束导向装置213输送至过张力调节机构22，经过张力调节机构对其张力进行实时调节后，再通过丝束输送机构23输送至柔性通道5，通过柔性通道后进入连续纤维打印头系统3，再通过3D打印头系统的夹持、剪切、重送、加热和压紧等功能装置将连续纤维预浸丝束材料按照0°，±45°和90°的正交方向或者其他设计角度方向逐层打印至芯模4上，随着预浸丝束材料的不断累积，完成复合材料构件的增材制造。

参照图2和图4，所述纱架系统2包括机架20、料卷收放机构21、张力调节机构22、丝束输送机构23和预浸丝束24。料卷收放机构21、张力调节机构22和丝束输送机构23均安装在机架20上；预浸丝束24卷绕在料卷上，安装在料卷收放机构21中的料卷驱动及胀紧装置211上，经过背衬纸收集装置212，丝束导向装置213，再经过张力调节机构22、丝束输送机构23后进入柔性通道5。

其中，料卷收放机构21由料卷驱动及张紧装置211，背衬纸收集装置212，丝束导向装置213和料卷驱动伺服电机214构成；料卷驱动及张紧装置211和背衬纸收集装置212通过同步带与料卷驱动伺服电机214相连，并由料卷驱动伺服电机214驱动。丝束导向装置213设置在背衬纸收集装置212一侧。

张力调节机构22由测距传感器221，调节气缸222，张力调节活动轮223和张力调节固定轮224构成，调节活动轮设置2个，调节固定轮设置3个；张力调节活动轮223安装在活动支架上，张力调节活动轮223一侧设置有测距传感器221，张力调节活动轮223与张力调节气缸222相连，张力调节活动轮223与调节固定轮224间隔设置。通过控制张力调节气缸222的气压来实时控制与调节预浸丝束张力大小；张力调节固定轮安装在机架20上，用于导向引导预浸丝束的输送。

丝束输送机构23由丝束输送驱动伺服电机231、输送主动轮232、输送导向轮233和第一主动送风装置234构成；输送主动轮232一侧设置输送导向轮233，第一主动送风装置234设置在输送导向轮233一侧。丝束输送主动轮232与伺服电机231相连，并由伺服电机231驱动，将丝束经由输送导向轮233和第一主动送风装置234主动输送至柔性通道5，最终通过柔性通道5输送到连续纤维打印头系统3。输送主动轮232和输送导向轮233一共设置有4个，其中至少一个是输送主动轮；通过设置机械传动装置，最多可设置4个输送主动轮而不设置输送导向轮。

参照图3、图4、图5中(a)和(b)以及图8，所述连续纤维打印头系统3包括安装支架30，第二主动送风装置31，导向轮32，重送机构33，夹持及剪切机构34，加热装置35，压紧机构36，制冷装置37，3D打印头系统外壳38和加热装置可调节支架39；其中，第二主动送风装置31、导向轮32、重送机构33和夹持及剪切机构34设置在安装支架30上。

预浸丝束24经第二主动送风装置31引导至导向轮32，再经过重送机构33，接着到夹持及剪切机构34，最后输送至压紧机构36与打印成型模具接触的TCP点处；加热装置35设置在压紧机构36一侧，沿打印头前进方向一侧设置。制冷装置37与柔性通道5相连。

其中，重送机构33包括主动轮331和被动轮332，主动轮331通过伺服电机驱动，被动轮332安装在可伸缩气缸上；参见图7，夹持及剪切机构34由夹持块341、上刀片342和下刀片343构成，下刀片固定在安装机架30上，上刀片342和夹持块341安装在可伸缩气缸上，以预浸丝束输送方向为参考，夹持块341安装在上刀片342的上游，以实现对预浸丝束先夹持，再剪切的功能；加热装置35安装在加热装置可调节支架39上，加热角度及距离均可调；压紧机构36包括柔性压辊361、压力传感器362和调节气缸363，柔性压辊361安装在调节气缸363的活塞杆上，由调节气缸363的活塞杆推动柔性压辊361施压，压力传感器362安装在柔性压辊361的转动轴与调节气缸363的活塞杆之间，通过压力传感器362可实时采集压紧机构36施加在模具上的压力，并通过CNC控制系统8(CNC-3DCS控制器)实现压力地实时调控。

参照图4，所述柔性通道5一端插接在第一主动送风装置234上，另一端插接在第二主动送风装置31上，材料选用聚氨酯、尼龙、聚四氟乙烯等软性材料。预浸丝束在柔性通道5中输送，通过柔性通道5将预浸丝束纱架系统2和连续纤维打印头系统3连接起来，使得预浸丝束能够在两者之间传纱，并避免复杂的机器人关节运动对预浸丝束输送的阻碍。

参见图5，连续纤维打印头系统3中模块化设计的各机构可根据需要适应的曲率半径进行调整，以成型复杂曲率复合材料构件。图5中(a)中模具凹曲面处曲率较小，可采用常规设计实现连续纤维3D打印制造；图5中(b)中模具凹曲面处曲率较大，通过更换压紧装置36压紧滚轮的大小，打印头安装支架30的结构适应更小负曲率结构。

参见图3和图8，连续纤维打印头系统3中的加热装置35可采用红外加热、热风枪加热等方式实现热固性预浸丝束加热；将加热装置35更换为光斑温度≤400℃的激光器可以实现热塑性预浸丝束的加热。本发明中通过更换加热装置35实现热塑性和热固性复合材料的加工。

参见图6和图8，所述的制冷装置37通过保温管道371与柔性通道5相连，并将冷空气通过冷气输送管道371输送至输送管道内部的冷气输送区域372，降低柔性通道5温度，减小预浸丝束黏性，降低预浸丝束与柔性通道5的摩擦。将冷空气输送至由打印头系统安装支架30和3D打印头系统外壳38所形成的打印头内部空间中，以降低加热装置35对连续纤维打印头系统3内部各元器件的影响，提高打印头可靠性和寿命。

参照图5，由于采用模块化设计，所述丝束压紧机构36和安装机架30可根据打印零件曲率大小进行更换，以满足不同复杂曲率构件的复合材料构件的打印成型。

参见图6，柔性通道5截面为矩形截面或者为圆形和矩形组合截面结构，以适应不同尺寸的预浸丝束，一般丝束截面为圆形时其丝束直径≤2mm，丝束截面为矩形时其宽度≤6.35mm、厚度≤0.5mm。

本发明所述的连续纤维3D打印机，基于其机械硬件结构的CNC控制系统8能够实现三个主要功能：一是实现预浸丝束纱架系统2和连续纤维打印头系统3的控制功能(CNC-3DCS)，该控制功能包括实现预浸丝束的张力调控、主动输送、夹持、剪切、重送、加热、压紧等功能；二是实现六轴机器人1与工装伺服回转轴6、第七轴移动导轨7两个外部附加轴的联动控制，实现8轴联动控制。三是打印头末端工具TCP点运动速度Vt与连续纤维打印头系统3丝束的输送速度Vp一致。连续纤维3D打印机在CNC控制系统8控制下，能够实现复杂空间位置的运动，将连续纤维预浸丝束材料按照0°，±45°和90°或者其他设计角度的方向逐层打印至芯模4上，从而完成复杂结构复合材料构件的增材制造。

Claims (10)

1.一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，其特征在于，包括六轴机器人(1)、预浸丝束纱架系统(2)、连续纤维打印头系统(3)、芯模(4)、柔性通道(5)、工装伺服回转轴(6)、第七轴移动导轨(7)和CNC控制系统(8)；

其中，预浸丝束纱架系统(2)固定于六轴机器人(1)的第三关节臂上，连续纤维打印头系统(3)连接在六轴机器人(1)的手腕第六关节上，芯模(4)安装在工装伺服回转轴(6)上，工装伺服回转轴(6)位于六轴机器人(1)一侧，六轴机器人(1)安装于第七轴移动导轨(7)上，纱架系统(2)与连续纤维打印头系统(3)通过柔性通道(5)相连；

六轴机器人(1)、第七轴移动导轨(7)与工装伺服回转轴(6)、预浸丝束纱架系统(2)、连续纤维打印头系统(3)均与CNC控制系统(8)相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，其特征在于，工装伺服回转轴(6)由芯模驱动装置和活动支撑件构成；芯模驱动装置安装在活动支撑件上，芯模(4)安装在芯模驱动装置上。

3.根据权利要求1所述的一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，其特征在于，纱架系统(2)包括机架(20)、料卷收放机构(21)、张力调节机构(22)、丝束输送机构(23)和预浸丝束(24)；其中，料卷收放机构(21)、张力调节机构(22)和丝束输送机构(23)均安装在机架(20)上；预浸丝束(24)卷绕在料卷上，料卷安装在料卷收放机构(21)上，预浸丝束(24)经过料卷收放机构(21)、张力调节机构(22)和丝束输送机构(23)后进入柔性通道(5)。

4.根据权利要求1所述的一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，其特征在于，料卷收放机构(21)包括料卷驱动及张紧装置(211)，背衬纸收集装置(212)，丝束导向装置(213)和料卷驱动伺服电机(214)；料卷驱动及张紧装置(211)和背衬纸收集装置(212)通过同步带与料卷驱动伺服电机(214)相连，丝束导向装置(213)设置在背衬纸收集装置(212)一侧。

5.根据权利要求1所述的一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，其特征在于，张力调节机构(22)包括测距传感器(221)，调节气缸(222)，张力调节活动轮(223)和张力调节固定轮(224)；其中，张力调节活动轮(223)一侧设置测距传感器(221)，张力调节活动轮(223)与张力调节气缸(222)相连，张力调节活动轮(223)与张力调节固定轮(224)间隔设置。

6.根据权利要求1所述的一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，其特征在于，丝束输送机构(23)包括丝束输送驱动伺服电机(231)、输送主动轮(232)、输送导向轮(233)和第一主动送风装置(234)；其中，输送主动轮(232)一侧设置输送导向轮(233)，第一主动送风装置(234)设置在输送导向轮(233)一侧，丝束输送主动轮(232)与伺服电机(231)相连，丝束经由输送导向轮(233)和第一主动送风装置(234)输送至柔性通道(5)，通过柔性通道(5)输送到连续纤维打印头系统(3)。

7.根据权利要求6所述的一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，其特征在于，连续纤维打印头系统(3)包括第二主动送风装置(31)，导向轮(32)，重送机构(33)，夹持及剪切机构(34)，加热装置(35)，压紧机构(36)和制冷装置(37)；其中，预浸丝束(24)经第二主动送风装置(31)引导至导向轮(32)，再经重送机构(33)和夹持及剪切机构(34)，输送至压紧机构(36)与模具接触的TCP点处；加热装置(35)设置在压紧机构(36)一侧；制冷装置(37)与柔性通道(5)相连。

8.根据权利要求7所述的一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，其特征在于，重送机构(33)包括主动轮(331)和被动轮(332)，主动轮(331)连接有伺服电机，被动轮(332)安装在可伸缩气缸上；夹持及剪切机构(34)包括夹持块(341)、上刀片(342)和下刀片(343)，下刀片(343)固定在安装支架(30)上，上刀片(342)和夹持块(341)安装在可伸缩气缸上，夹持块(341)安装在上刀片(342)的上游；压紧机构(36)包括柔性压辊(361)、压力传感器(362)和调节气缸(363)，柔性压辊(361)安装在调节气缸(363)的活塞杆上，由调节气缸(363)的活塞杆推动柔性压辊(361)施压，压力传感器(362)安装在柔性压辊(361)的转动轴与调节气缸(363)的活塞杆之间，通过压力传感器(362)实时采集压紧机构(36)施加在模具上的压力，并通过CNC控制系统(8)实现压力地实时调控。

9.根据权利要求7所述的一种用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印机，其特征在于，所述柔性通道(5)一端插接在第一主动送风装置(234)上，另一端插接在第二主动送风装置(31)上，柔性通道(5)材料为聚氨酯、尼龙或聚四氟乙烯。

10.一种基于权利要求4所述的打印机的用于复合材料构件制造的连续纤维3D打印，其特征在于，六轴机器人(1)与工装伺服回转轴(6)、第七轴移动导轨(7)通过八轴联动插补运动实现在连续纤维打印头系统(3)有效工作范围内能够到达任意空间位置；

预浸丝束(24)在输送机构(23)的主动牵引输送下，经背衬纸收集装置(212)和丝束导向装置(213)输送至过张力调节机构(22)，经过张力调节机构(22)对预浸丝束(24)张力进行实时调节后，再通过丝束输送机构(23)输送至柔性通道(5)，通过柔性通道(5)后进入连续纤维打印头系统(3)；在3D打印头系统中，预浸丝束以此经过重送机构(33)、夹持及剪切机构(34)和加热装置(35)后输送至压紧机构(36)压紧位置，由压紧机构(36)将预浸丝束压紧在芯模(4)上；

通过CNC控制系统的控制使得打印头压紧机构(36)与模具接触的TCP点处的移动速度与预浸丝束(24)的输送速度一致，将连续纤维预浸丝束材料按照设计角度逐层打印至芯模(4)上，完成复合材料构件的增材制造。

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