RU2020140909A - Способ изготовления изделий, армированных непрерывным волокном, с помощью аддитивных технологий и печатающая головка 3D-принтера для его осуществления - Google Patents

Claims (13)

1. Способ аддитивного производства композитных трехмерных объектов, включающий стадии, на которых:

a) композитный материал (2), состоящий из армирующих волокон и термопластичной матрицы, укладывается на приемную поверхность (15) посредством укладывающего ролика (13), имеющего выемку в виде части профиля филамента;

b) таким образом заполняется весь первый слой типа А (С4) композитного материала, поверхность которого имеет выемки (С5), образованные сложной формой ролика;

c) второй и последующий слои типа А (С8) композитного материала укладываются поверх первого слоя (С4) со сдвигом, равным половине ширины укладывающего ролика, при этом выемки (С5), образованные в предыдущем слое, заполняются армирующим волокном с матрицей;

d) поверх n-го слоя типа А (С8) композитного материала под углом к нему (например, под прямым углом) укладывается один или несколько слоев типа Б композитного материала, причем первый слой типа Б (С11) композитного материала укладывается посредством ролика поверх n-го слоя типа А (С8) и повторяет волнистую форму его поверхности, а каждый последующий слой укладывается со сдвигом относительно предыдущего аналогично слоям типа А;

e) поверх m-го слоя типа Б композитного материала в направлении 1…n-го слоев типа А укладывается один или несколько слоев типа А композитного материала по схеме, аналогичной укладке первых слоев типа А;

f) таким образом, чередуя массивы из произвольного количества слоев типов А и Б композитного материала, заполняется все тело композитного объекта.

2. Печатающая головка для аддитивного производства композитных трехмерных объектов, содержащая механизм подачи композитного филамента (5), механизм подачи пластикового филамента (25), механизм обрезки композитного филамента (4), подающие трубки для композитного (7) и пластикового (26) филаментов, основание (3) и печатающие блоки для композитного (1) и пластикового (22) филаментов, причем печатающий блок для композитного филамента (1) включает нагреватель (10), датчик температуры (9), входной канал (18), соединенный с подающей трубкой для композитного филамента (7), и выходной канал (12), а печатающий блок для пластикового филамента (22) включает нагреватель (30), датчик температуры (29), входной канал (31), соединенный с соответствующей подающей трубкой для пластикового филамента (26), и выходной канал (32) с соплом для пластикового филамента (33), отличающаяся тем, что печатающий блок для композитного филамента (1) выполнен с возможностью поворота в плоскости XY относительно печатающей головки или вместе с ней посредством закрепленного на печатающей головке привода, а его выходной канал (12) соединен с укладывающим роликом (13), который имеет выемку в виде части профиля композитного филамента и приводится во вращение приводом (16)

3. Печатающая головка по п. 2, отличающаяся тем, что каждый из механизмов подачи композитного (5) и пластикового (25) филаментов включает в себя привод, соединенный с подающим роликом, и поджимной механизм, между которыми проходит филамент.

4. Печатающая головка по п. 2, отличающаяся тем, что подающие трубки для композитного (7) и пластикового (26) филаментов расположены соосно с входными каналами (11, 31) соответствующих печатающих блоков (1, 22) и соединены посредством соответствующих соединительных каналов (18, 27) внутри основания.

5. Печатающая головка по п. 2, отличающаяся тем, что высота установки печатающего блока для пластикового филамента (22) может регулироваться за счет перемещения входного канала блока (31) внутри соответствующего соединительного канала основания (27) и поджатия его винтом.

6. Печатающая головка по п. 2, отличающаяся тем, что основание (3) имеет один или несколько радиаторов (34).

7. Печатающая головка по п. 2, отличающаяся тем, что на основании (3) закреплены один или несколько вентиляторов охлаждения (35).