[发明专利]一种纤维横向铺带3D打印方法

说明书

本发明公开了一种纤维横向铺带3D打印方法，涉及3D打印技术领域，包括以下步骤，采用刀具将连续纤维带切割成预定长度的短纤维带；将所述短纤维带横向拼接形成横向纤维带；沿所述横向纤维带的宽度方向进行拉扯形成变形后的横向纤维带；所述变形后的横向纤维带在打印平台上往复铺设。本发明的横向纤维带沿着带的方向基本上没有纤维增强，因此在铺带过程中可以通过拉扯使得纤维横带发生偏转，从而铺设曲线路径，完成复杂形状的打印。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，尤其涉及一种纤维横向铺带3D打印方法。

背景技术

3D打印又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。现有的3D打印技术中，如markforged的碳纤维3D打印机，采用尼龙包裹的碳纤维丝束，按照喷嘴挤出的方式进行打印。Electroimpact的自动铺丝机，采用多个丝束并列，每股丝束均可以单独控制。然而上述打印机在进行3D打印时，打印速度偏慢，且打印灵活性很低，无法适用于复杂形状的打印。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种纤维横向铺带3D打印方法，在进行复杂的形状打印时依然能够保证较快的打印速度，提高打印灵活性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：如何提高3D打印机的打印速度以及如何完成复杂形状的3D打印问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种纤维横向铺带3D打印方法，包括：

(1)制造纤维方向大体一致，且纤维总体方向与带的方向夹角呈小于等于90度的纤维带，并将该纤维带称为横向纤维带；

(2)在横向纤维带铺设到支撑面过程中，使横向纤维带两侧差异化变形，从而形成方向偏转的横向纤维带，实现复杂曲线路径的打印。

进一步地，将步骤(1)替换为：

制造在带的纵向上纤维的投影长度小于带的宽度的纤维带，并将该纤维带称为横向纤维带。

进一步地，其特征在于，横向纤维带浸润有热固性树脂或热塑性塑料。

进一步地，所述步骤(1)中，可通过将连续纤维带切割成预定长度和形状的短纤维带，然后将短纤维带横向拼接而形成横向纤维带。

进一步地，通过圆刀将连续纤维带按压在橡胶带上进行切割。

进一步地，在短纤维带横向拼接过程中，使得两相邻拼接的横带不完全平行，而是呈一定角度，可以在权利要求1所述步骤(2)中减少横向纤维带在变形偏转过程中被损坏的可能性。

进一步地，在短纤维带横向拼接过程中，使两相邻拼接的横带平行。

进一步地，连续纤维带通过辊子组传送到切割位置，并且纤维在辊子组传送前为未浸润的状态。

进一步地，所述步骤(2)中，在所述横向纤维带的两侧分别进行不同程度的拉扯，使其形成方向偏转的横向纤维带。

进一步地，所述步骤(2)中，支撑面为平面或者曲面。

进一步地，所述横向纤维带在打印平台上往复铺设。

进一步地，在横向纤维带的铺设过程中，横向纤维带的方向与铺设面的法向夹角大于0度，从而在往复铺设过程中，铺设的横带不完全重叠。

进一步地，横向纤维带的方向与铺设面的法向的夹角在铺设过程中不恒定。

进一步地，横向纤维带的宽度不是恒定的。

进一步地，横向纤维带的宽度是恒定的。