[发明专利]一种封头回转体复合材料结构3D打印模具设计以及制备方法

说明书

本发明公开了一种封头回转体复合材料结构3D打印模具设计以及制备方法，模具结构包括三个部分，用于支撑整个模具的底座，用于成型的回转体模具以及回转体连接面，用于封头成型的封头模具以及封头连接面，所述封头模具与回转体模具之间设置有胶粘剂层，所述封头模具通过胶粘剂与回转体模具胶结成整体，形成带封头回转体整体模具。本发明提供的封头回转体复合材料3D打印模具结构设计以及制备方法，实现封头回转体模具的3D模具结构和模具制备方法，拓宽了3D打印在复杂结构上的应用，可以将不连续的结构通过胶接方案连成成体，实现复杂带封头回转体结构复合材料结构的一体化成型，并且具有周期短，成本低，设计性强等优点。

技术领域

本发明涉及热塑性3D打印模具技术领域，具体为一种封头回转体复合材料结构3D打印模具设计以及制备方法。

背景技术

复合材料具有比模量高、比强度高以及能够一体化进行结构设计与制造等优点，目前复合材料成为航空航天、新能源汽车、风电储能等领域主要结构材料，而复合材料在成型过程中为了得到所需的成型面，需要先加工一副成型面模具，使用复合材料成型结构件，能提高结构的承载效率以及减轻结构重量，对于航空航天领域和新能源汽车领域来说，具有重要意义，目前用于制备复合材料成型的模具材料主要是金属材料和玻璃钢模具；金属模具主要用于一些质量要求高的结构，玻璃钢模具一般用于一些手工成型工艺，但是无论是金属模具还是玻璃钢模具，都存在模具的加工周期长，加工成本高等缺点，特别是对一些新开发的产品或者新技术验证而言，研发周期增加了研发成本，而3D打印模具具有打印效率快，结构设计灵活性高等特点；但是基于目前的打印设备，只能打印一些敞口模具，而像带封头回转体的结构模具，3D打印无法实现封头位置打印，大大限制了3D打印模具在封头回转体结构上的应用。

现有技术中一种封头回转体复合材料结构3D打印模具设计以及制备方法缺点不足：

1、对比文件CN113650202A公开了一种复合材料模具制作方法，“涉及复合材料模具制作技术领域，具体为一种复合材料模具制作方法，包括以下步骤：S1、依据产品数模完成模具设计；S2、3D打印前处理；S3、打印成型模具型胚；S4、CNC精加工模具零件成型型面；S5、零件成型型面后处理。该复合材料模具制作方法中，通过数模、3D打印软件和3D打印设备三者的配合能够根据设计工艺要求，以及满足模具结构尺寸的要求下，制作出复合材料模具，操作简单，所消耗原料较少，使得成本降低，以及CNC精加工能够得到尺寸和外形更符合设计要求的复合材料模具，且能明显的缩短模具制作周期，降低制作过程中的人工成本，减少环境污染”，但上述装置整体的功能性较差，使其难以在复杂结构上应用，从而影响工作人员的工作效率；

2、对比文件CN112026164B公开了一种双喷头混杂连续纤维增强复合材料3D打印装置及方法，“包括3D打印机框架及其上安装的双喷头打印模块；双喷头打印模块包括喷头支撑板20，喷头支撑板20上安装有2个打印头、1个剪切机构以及喷头导向机构；2个打印头分别安装在喷头支撑板的中心线两侧，在喷头导向机构的驱动下，实现一个打印头下移时，另一个打印头上移同等距离；剪切机构为平面四连杆机构，安装在打印头的下方，通过对剪切机构的控制，实现一个剪切机构对两个打印头上的连续纤维复合材料的剪切；3D打印机框架包括X、Y、Z三轴运动机构及其上安装的打印平台，X、Y、Z三轴运动机构上的外部支撑框架顶部安装有2个收卷轮；本发明打印混杂连续纤维增强复合材料构件和复杂结构”，但上述装置在实际使用时较为繁琐，且整体周期较长，成本较高，因此不具有较好的使用性；

发明内容

本发明的目的在于提供一种封头回转体复合材料结构3D打印模具设计以及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种封头回转体复合材料结构3D打印模具设计，包括三个部分：

底座(1)；

回转体模具(2)和回转体连接面(3)；

封头模具(4)和封头连接面(5)。