[发明专利]连续纤维复合材料超声微碾压增材制造成型装置及方法

权利要求书

1.连续纤维复合材料超声微碾压增材制造成型装置，其特征在于，设置在树脂基连续纤维增材制造打印件上方，包括机械臂一（4）、机械臂二（2）、超声冲击装置（3）、滚轮碾压装置（1），所述超声冲击装置（3）连接在机械臂一（4）的下方，滚轮碾压装置（1）连接在机械臂二（2）的下方，所述机械臂一（4）连接在连续纤维增材制造装置打印喷头前进方向的后侧，机械臂二（2）连接在机械臂一（4）前进方向的后侧；所述的超声冲击装置（3）包括超声波发生器和超声冲击头（3-1）；所述的滚轮碾压装置（1）包括固定座（1-1）、异形滚轮（1-2）、平滚轮（1-3）；固定座（1-1）中沿打印方向依次排布异形滚轮（1-2）和平滚轮（1-3）。

2.根据权利要求1所述的一种连续纤维复合材料同步超声微碾压成型方法，其特征在于，所述超声冲击装置（3）的超声冲击头（3-1）连接在机械臂一（4）的下方，在增材制造装置打印头前进方向的后侧，超声波发生装器（3-2）置于工作台上。

3.根据权利要求1所述的连续纤维复合材料超声微碾压增材制造成型方法

其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，打印准备：完成增材制造装置的搭建，超声冲击装置与机械臂一（4）的安装，滚轮碾压装置（1）与机械臂二（2）的安装，对超声冲击头（3）、异形滚轮、平滚轮的位置和角度进行调节；保持与打印头共线；将所有使用的设备全部打开，将走刀轨迹程序输入到控制机械臂一（4）和机械臂二（2）的控制器中，完成调试；

步骤二，送丝增材：通过增材装置的驱动机构和传动机构驱动打印头按照设计轨迹进行移动打印；

步骤三，超声加工：通过机械臂一（4）使得超声冲击装置在打印喷头前进方向的后侧按照相同的轨迹和运动速度进行移动，对刚打印出来的材料进行高频冲击；

步骤四，碾压加工：通过机械臂二（2）使得碾压装置在超声冲击装置前进方向的后侧按照相同的轨迹和运动速度进行移动，并施加下压力，对打印出来的材料进行轧制；

步骤五，冷却：待打印材料冷却后取下；完毕。

4.根据权利要求3所述的一种连续纤维复合材料同步超声微碾压成型装置，其特征在于：所述驱动机构动力为电动、气动或液压，所述传动机构为丝杠或V带。

5.根据权利要求3所述的一种连续纤维复合材料同步超声微碾压成型方法，其特征在于：所述连续纤维包括但不限于碳纤维、芳纶纤维、凯夫伦纤维、尼龙纤维、玻璃纤维。

6.根据权利要求3所述的一种连续纤维复合材料同步超声微碾压成型方法，其特征在于：所述树脂基为热塑性树脂，包括聚乳酸、聚酰胺、ABS、PA、PA66、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮酮、超高分子聚乙烯。

7.根据权利要求3所述的一种连续纤维复合材料同步超声微碾压成型方法及装置，其特征在于，在打印喷头进行连续纤维增强复合材料打印之前，根据不同树脂打印工艺的要求，对工作台和打印腔室进行预热。