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[发明专利]一种实时多参量配合的连续纤维增强复合材料3D打印辅助成形工艺-CN202210636820.4有效
发明人：王福吉;周建明;王公硕;王洪全;吴博;关守岩;付饶;张博宇 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-06-07 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： B29C64/165 文献下载
摘要：本发明公开了一种实时多参量配合的连续纤维增强复合材料3D打印辅助成形工艺，属于3D打印技术领域。该方法根据成形材料的特性、成形构件的结构以及实时测量的打印过程中层间压力与温差，适时启动外部辅助加热机制和外部辅助施压机制，通过提高3D打印层间成形压力、减小层间温差，实现复合材料层间结合强度的提升；同时，根据既定打印轨迹，适时启动专用辅助机构伴随机制，实时确保辅助机构与打印装置的相对位置保持不变，实现多参量配合的连续纤维增强复合材料3D打印的持续成形。本发明综合考虑成形过程中温度和压力对成形质量的影响，实时调整成形策略，显著提升构件层间结合质量。
一种实时参量配合连续纤维增强复合材料打印辅助成形工艺

[发明专利]一种叠层结构熔融连接装置及其位置自适应控制方法-CN202211136258.5在审
发明人：王福吉;王琦;付饶;张博宇;王公硕;韩东志;刘敬元 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-09-19 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： B29C65/02 文献下载
摘要：本发明属于异种材料连接领域，提出一种叠层结构熔融连接装置及其位置自适应控制方法。叠层结构熔融连接装置具有“预压紧施压‑待连接材料加热‑随动保压”功能，通过在与材料表面接触的施压装置上布置位移传感器，实时获取连接过程中预压紧施压和随动保压装置沿材料厚度方向的位置，再根据连接过程情况与结构几何曲率特征计算得到待加热装置与工件表面的距离，与初始设置值比对进行实时调整，从而实现材料预压紧、连续熔融连接和最终保压全阶段的加热装置位置控制。为大型或曲面叠层结构的熔融连接提供了一种有效方法，能够满足航空航天、高铁和汽车等领域对复材与金属材料连接的需求。
一种结构熔融连接装置及其位置自适应控制方法

[发明专利]一种面向纤维增强复合材料自由曲面构件的内外温度联控3D打印装置-CN202211044252.5在审
发明人：王福吉;周建明;王公硕;付饶;王洪全;关守岩;吴博;张博宇 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： B29C64/20 文献下载
摘要：本发明属于纤维增强复合材料3D打印技术领域，提供了一种面向纤维增强复合材料自由曲面构件的内外温度联控3D打印装置。该装置包括打印装置与平台、外部辅助加热系统、内部加热系统和控制系统；多自由度机械臂运动进而实现自由曲面构件的3D打印；内部加热系统使得成形材料处于合适的熔融温度范围，外部辅助加热系统升高打印平台上已铺放复合材料表层温度，便于同下一层结合；控制系统对喷头内温度信号和打印构件层间温差信号进行处理，协同联控内部加热温度和外部辅助加热温度，获得适宜的层间温差。本发明实现了在纤维增强复合材料自由曲面构件的3D打印过程中，通过内外温度协同联控来提高构件层间结合强度，大幅提升构件层间结合质量。
一种面向纤维增强复合材料自由曲面构件内外温度打印装置

[发明专利]一种外部温压实时调控的纤维增强复合材料增材制造执行器-CN202211044234.7在审
发明人：王福吉;周建明;王公硕;付饶;关守岩;王洪全;吴博;张博宇 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： B29C64/118 文献下载
摘要：本发明属于纤维增强复合材料增材制造技术领域，提出了一种外部温压实时调控的纤维增强复合材料增材制造执行器。该执行器通过外部辅助加热单元升高打印平台上已铺放复材表层温度，使其树脂粘度降低，便于同下一层结合；滚轮辅助挤压单元对刚铺放层施予挤压力，增强层间结合效果；反馈控制单元将采集的激光器末端与打印层之间距离和挤压滚轮对打印层的挤压力信号进行处理，驱动单轴机器人进行反馈调节，使得距离和挤压力为合理值。本发明改善了纤维增强复合材料增材制造过程中构件层间结合强度弱的问题，实现了通过外部辅助激光加热和滚轮挤压，并实时给予反馈调控来提高构件层间结合强度。
一种外部实时调控纤维增强复合材料制造执行

[发明专利]基于构件结构特征分布连接点的连续纤维复合材料全域无断点3D打印路径规划方法-CN202111240390.6有效
发明人：王福吉;王公硕;王洪全;张博宇;付饶;吴博 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-10-25 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： B29C64/386 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于构件结构特征分布连接点的连续纤维复合材料全域无断点3D打印路径规划方法。基于离散后的结构特征，通过偏置轮廓线，并采用层内相邻路径交叉桥形连接策略，获得层内无断点3D打印路径；同时采用连接点层内分布策略，根据构件结构特征，确定不影响构件性能的连接点层内分布方式。在此基础上，借助空间曲线连接层间路径，获得构件的全域无断点路径；并结合构件结构特征，采用连接点层间分布策略，确定连接点层间分布方式，进一步降低其对构件性能的影响。最后，输出路径代码文件。本发明的路径规划方法简单可行、应用范围广，能够实现连续纤维复合材料的全域无断点填充，并通过连接点的合理分布提升构件性能。
基于构件结构特征分布接点连续纤维复合材料全域断点打印路径规划方法

[发明专利]连续纤维多层蜂窝夹层板及其一体化成形方法-CN202111140451.1在审
发明人：王福吉;王洪全;吴博;王公硕;张博宇;付饶 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2021-09-28 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： B29C64/176 文献下载
摘要：本发明属于复合材料设计制造领域，公开了一种连续纤维多层蜂窝夹层板及其一体化成形方法，多层蜂窝夹层板包括下面板、蜂窝芯子、中间板和上面板，上、下面板分别位于蜂窝夹层板的上下两端，中间板位于两层蜂窝芯子之间，夹层板整体采用连续纤维复合材料经3D打印实现一体化成形。制造过程中连续纤维与基体材料经设备喷头加热后连续挤出成形，喷头在工作台表面成形蜂窝夹层板的下面板，然后在下面板上进行蜂窝芯子的成形，随后在蜂窝芯子上成形中间板，之后多次进行蜂窝芯子和中间板的成形，最后在最上层的蜂窝芯子上成形蜂窝夹层板的上面板。本发明通过将连续纤维复合材料与3D打印技术相结合，实现了多层蜂窝夹层板质量一体化成形。
连续纤维多层蜂窝夹层及其一体化成形方法

[发明专利]一种压力调控的连续纤维复合材料FDM 3D打印方法-CN201810957037.1有效
发明人：王福吉;张中标;王公硕;成德;贾振元;张博宇 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-08-22 - 公布日： 2020-04-07 - 主分类号： B29C64/118 文献下载
摘要：本发明一种压力调控的连续纤维复合材料FDM 3D打印方法属于复合材料熔融沉积3D打印领域，涉及一种通过调控打印挤压力的方式来进行连续纤维复合材料的FDM 3D打印方法。该方法采用压力调控的FDM 3D打印系统，打印系统由连续纤维3D打印机，压力传感器，信息采集模块，Z轴驱动模块和计算机控制系统组成。首先将打印工件三维模型的设置参数导入计算机中，采集实时压力控制，并设置打印挤压力的波动范围；分别执行底层、中间层、顶层打印。采用纯热塑性树脂材料打印顶层，保证表面的平整性。该方法采用控制压力稳定的打印方式，避免了连续纤维在传统等间距打印时发生折断、脱粘等失效破坏，为实现高质量的连续纤维复合材料FDM 3D打印提供了一种有效方法。
一种压力调控连续纤维复合材料 fdm 打印方法

[发明专利]连续纤维增强复合材料3D打印典型路径的规划方法-CN201810854914.2有效
发明人：王福吉;王公硕;张中标;成德;王琦 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2018-07-30 - 公布日： 2020-02-18 - 主分类号： B29C64/386 文献下载
摘要：本发明连续纤维增强复合材料3D打印典型路径的规划方法属于复合材料快速成型领域，涉及一种连续纤维增强复合材料3D打印典型路径的规划方法。该方法根据成型构件的实际尺寸要求，借助CAD建模软件建立三维模型，并利用3D切片软件对其进行切片分层处理，以获取轮廓和层片信息。判断路径的弯曲程度并启动相应路径规划机制，借助跳点处理机制准确定位跳点并完成跳点动作。利用层间路径规划机制实现纤维无断点的层间转换，实现连续纤维增强复合材料高质量、高效率的3D打印新路径。该方法规划出最少断点的打印路径，保证连续纤维增强复合材料的力学性能。有效减少连续纤维在弯折处的成型缺陷，提升其在弯折处的结合力，提高成型构件的整体性能。
连续纤维增强复合材料打印典型路径规划方法

[发明专利]一种超声振动辅助3D打印方法-CN201910758726.4在审
发明人：王福吉;董传贺;张中标;王公硕;郑嘉全 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2019-08-16 - 公布日： 2019-11-22 - 主分类号： B29C64/112 文献下载
摘要：本发明一种超声振动辅助3D打印方法，属于3D打印技术领域，涉及一种基于超声振动辅助3D打印的装置及方法。该方法采用特制的超声辅助3D打印装置，该装置由3D打印机构和超声振动结构组成。超声振动辅助3D打印方法先组装3D打印的装置，当超声振动辅助3D打印时，首先打印材料通过步进电机送入打印喷头。在喷头内部打印材料在高温作用下，由固态转变为熔融态，并经过喷嘴挤压到打印底板。此时，超声变幅杆在六自由度机械手与超声波发生器的控制下，对未完全凝固的材料进行超声振动，如此往复逐层打印后形成孔隙少，相间、线间、层间结合良好的高性能3D打印零件。此方法具有材料适应性强，应用前景广泛等优势。
打印超声振动辅助打印材料六自由度机械手超声波发生器超声振动结构底板喷头材料适应性超声变幅杆步进电机层间结合超声辅助超声振动打印机构打印喷头打印装置高温作用固态转变喷嘴熔融态挤压凝固送入组装应用

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