[发明专利]一种纤维增强复合材料3D打印辅助成型方法

摘要

一种纤维增强复合材料3D打印辅助成型方法，将FDM 3D打印成型与连续纤维复合材料成型方法结合，以FDM 3D成型零件作为成型模，通过预浸料‑真空袋压复合材料成型方式在上述零件表面完成预浸料的铺层及辅助材料的铺置，并在一定温度和压力的作用下完成预浸料的固化，移除支撑材料并清洗、干燥。通过协同FDM 3D打印成型的灵活性、高精度及复合材料轻质高强的优点，解决前者强度小、后者成型后脱模困难的缺点，完成复杂结构的纤维增强复合材料制件成型。

主权项

1.一种纤维增强复合材料3D打印辅助成型方法，其特征在于，具体的步骤如下：（1）FDM 3D打印成型依据最终制件的三维图，通过切片软件获得最终制件的生成路径图，设置3D打印机的打印参数，并依据最终制件的结构选择支撑材料、支撑形式，开启3D打印机，启动打印程序，3D打印机运行，获得与支撑材料结合的3D打印零件；所述的支撑材料为聚乙烯醇丝材；支撑形式为环绕结构、实芯结构形式中的一种；（2）零件表面粗糙化处理对步骤（1）中获得的3D打印零件采用物理方法进行粗糙化处理；所述粗糙化处理，首先去除3D打印零件内表面或者外表面的支撑材料，然后通过喷砂机对内表面或者外表面进行粗糙化处理，并对处理后的表面碎屑进行清理；（3）预浸料及辅助材料的铺贴在步骤（2）获得的3D打印零件粗化表面，按设计铺设层顺序，铺设层包括逐层依次铺贴的胶膜、预浸料、脱模布、隔离膜、透气毡、真空袋膜，密封铺设设层周边并预留真空导入口，并移入烘箱中；所述的预浸料为热固性树脂预浸料；（4）预浸料‑真空袋压成型对步骤（3）获得的3D打印零件的铺设层进行抽真空预压实，真空压力为0.090～0.098Mpa,并在50～60℃条件下保温保压1～2h，之后在不高于3℃/min升温速率下，升温至130℃,并保温2h，所述预浸料完全固化后，开始降温，在降温过程中，保持真空压力至温度降至60℃以下，依次移除真空袋膜、透气毡、隔离膜、脱模布；（5）移除支撑材料将步骤（4）获得的3D打印零件放入装有浓度为0.1～1mol/L NaOH溶液的超声清洗机中进行超声清洗, 直至完全移除3D打印零件外部的支撑材料；（6）清洗与干燥将步骤（5）中的3D打印零件用水清洗干净，并自然晾干获得最终制件。