[实用新型]一种连续纤维混料喷嘴、分散混入挤出装置及3D打印机

说明书

本实用新型提供了一种连续纤维混料喷嘴，包括喷嘴和送丝管，所述的喷嘴含有熔融流道、丝管通道和混料腔，所述的熔融流道与混料腔连通，用于导入挤出材料；所述的送丝管设于丝管通道内，其导丝口与喷嘴的外部连通。本实用新型提供的连续纤维分散混料喷嘴和挤出机，能将增强纤维束丝连续均匀的分散布置在打印材料中，有效增加了连续纤维3D打印的成型强度，且解决了现有融合技术中存在的开裂风险，极大增强了3D打印构件的强度。另外，本实用新型还能根据挤出量及打印速度调整纤维丝的送丝速度。

技术领域

本实用新型涉及连续纤维3D打印装置技术领域。

背景技术

FDM3D技术已经诞生很多年，但受限于材料本身，所生产的产品无法应对较高强度要求的使用场景。传统的纤维增强3D打印材料是将短切纤维混入到母料中，但因为短切纤维是离散和不连续的，且长度有限，所提供的强度增益并不是很大，所以仍不能满足高强度需求。

为此，又诞生了连续纤维打印技术，将3D打印材料熔融作为粘接剂把纤维粘附在一起。在这样的打印件中纤维平稳地分布载荷，是一种非常坚固且质地轻的复合材料，能极大增强产品的结构强度。常规的连续纤维3D打印是将熔融堆积材料均匀地附着在连续纤维之上，纤维材料和打印材料层叠，纤维材料上下相邻的打印材料不能很好的融合，在受力时有开裂的可能。

实用新型内容

本实用新型的目的就是解决现有技术中存在的上述不足，提供一种应用于连续纤维3D打印的混料喷嘴，能将增强纤维束丝在打印材料中连续、均匀的布置后挤出。

为达上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种连续纤维混料喷嘴，包括喷嘴和送丝管，所述的喷嘴含有熔融流道、丝管通道和混料腔，所述的熔融流道与混料腔连通，用于导入挤出材料；所述的送丝管设于丝管通道内，其导丝口与喷嘴的外部连通。

进一步，所述的丝管通道有多个，各自独立且均匀的分布于喷嘴上部；优选1-16个。相应的，所述的送丝管设有多个，分别设于丝管通道内，送丝管与丝管通道接触处密封。

进一步，所述的送丝管的出丝口与喷嘴的出料口水平高差为-6～6mm；更进一步，其水平高差为0～6mm，送丝管的出丝口设于混料腔内。

进一步，所述的送丝管内径1-3mm，壁厚0.1-2mm。

进一步，所述的熔融流道与混料腔为L型一体化通道。工作时，熔融流道与3D打印挤出机的喷嘴出料口连通，导入挤出材料到混料腔与连续纤维丝混融后一起从喷嘴挤出。

本实用新型还提供一种连续纤维分散混入挤出装置，包括本专利的连续纤维混料喷嘴、挤出机和纤维丝供料盘，所述的纤维丝供料盘设于送丝管的上方，用于向各送丝管内导入纤维丝；所述的挤出机与连续纤维混料喷嘴连接，用于向熔融流道内输入挤出材料。

进一步，所述的挤出机包括驱动装置、挤出螺杆、挤出喷嘴、料斗、料筒和加热圈，所述的挤出螺杆设于料筒内，所述的料斗的出料口与料筒的进料口连通，所述的驱动装置与挤出螺杆连接，所述的挤出喷嘴与料筒的出料口连通，所述的加热圈设于料筒侧壁。

所述的挤出喷嘴与连续纤维混料喷嘴的熔融流道连通，打印材料受加热圈加热融化后被挤出螺杆压缩挤出料筒，到达挤出喷嘴后进入熔融流道，然后进入混料腔。

进一步，所述的纤维丝供料盘包括料盘支架、从动轮、主动轮、电机和转动带，所述的从动轮、主动轮和电机分别设于料盘支架上，所述的转动带套设于从动轮和主动轮上，所述的电机用于驱动主动轮，所述的从动轮用于安置纤维丝盘。

工作时，纤维丝盘在从动轮的带动下连续下放纤维丝到送丝管，各束纤维丝从各自的送丝管出口出来即被混料腔内的熔融挤出材料包裹，并在挤出力及拖拽力的作用下，不断从送丝管中抽出，增强纤维束丝均匀的分散到连续纤维混料喷嘴的出料口，即3D打印挤出材料的截面。