本發(fā)明屬于增材制造領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置。

背景技術(shù)：

增材制造技術(shù)是制造業(yè)領(lǐng)域內(nèi)正在快速發(fā)展的一項新興技術(shù)，被稱為“具有第三次工業(yè)革命重要標(biāo)志意義的制造技術(shù)”，各主要發(fā)達(dá)國家將其列為戰(zhàn)略發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。目前，增材制造技術(shù)依托多個學(xué)科領(lǐng)域尖端技術(shù)，在航空航天技術(shù)、汽車家電制造生產(chǎn)、生物醫(yī)藥、食品加工等領(lǐng)域得到了一定應(yīng)用。與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，增材制造三維快速成型制造技術(shù)省略了產(chǎn)品模具的加工制造，從而在時間上極大的縮短了產(chǎn)品的研制周期，提高了生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。經(jīng)濟(jì)效益與前景方面有非常大的發(fā)展?jié)摿Γ鶕?jù)國際快速制造行業(yè)權(quán)威報告《wohlersreport2011》發(fā)布的調(diào)查結(jié)果顯示，全球3d打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在1988年到2010年之間以26.2％的年均速度增長。報告預(yù)測，3d打印產(chǎn)業(yè)未來仍將會保持著較快地增長速度，到2020年，包含設(shè)備制造和服務(wù)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到52億美元。在2012年的國際新技術(shù)發(fā)展趨勢調(diào)查中，3d打印制造技術(shù)居首位。目前，現(xiàn)有的增材制造技術(shù)還面臨著諸多方面的瓶頸和探索，因此，需要進(jìn)一步深入研究，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。

利用增材制造技術(shù)打印出的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制品，不僅具備高強(qiáng)度、高剛度、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，而且可以控制纖維的分布方向，從而控制制品的性能。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的增材制造技術(shù)無論是在民用還是軍事上都具有重大的意義。例如，利用碳纖維復(fù)合材料制作汽車零部件，提升汽車性能并降低油耗；碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品涵蓋航天光學(xué)遙感器的各個部位，如相機(jī)鏡筒、相機(jī)支架、遮光罩、桁架等。依靠打印材料的快速發(fā)展和增材制造技術(shù)的日益成熟，基于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的增材制造技術(shù)將會應(yīng)用到各行各業(yè)，推動制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

但是目前的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造技術(shù)研究較少，尚處于研發(fā)階段，存在諸多問題。比如，樹脂無法充分進(jìn)入纖維絲帶內(nèi)部，無法將各個纖維絲通過樹脂粘結(jié)在一起，從而在打印工件內(nèi)部形成空洞，嚴(yán)重降低了工件的力學(xué)性能。此外，連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造容易堵頭，從而導(dǎo)致纖維無法出絲或樹脂從噴頭內(nèi)部往外溢出。

專利號為201611004458.x的發(fā)明專利一種適用于連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造的噴頭和專利號為201611026706.0的發(fā)明專利一種適用于連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料3d打印的噴頭均公開了一種適用于連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造的噴頭，但是噴頭的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，導(dǎo)致噴頭尺寸較大，容納樹脂材料的腔體體積較大，此外內(nèi)頭出口與外頭出口之間的距離無法調(diào)節(jié)，無法控制纖維復(fù)合材料的對中性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置，噴頭結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，可以提高成型精度；此外，內(nèi)噴頭的出口與外噴頭的出口之間的豎直距離可調(diào)，可以控制纖維復(fù)合材料的對中性，改善成型質(zhì)量；還包括維浸潤裝置和光源，可以改善纖維與樹脂之間的界面粘結(jié)質(zhì)量，進(jìn)一步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明屬于增材制造領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置，包括連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭、二維運(yùn)動平臺、一維運(yùn)動平臺、工作臺、擠絲機(jī)構(gòu)、控制裝置、加熱裝置和溫度監(jiān)測裝置，噴頭結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，可以提高成型精度；此外，內(nèi)噴頭的出口與外噴頭的出口之間的豎直距離可調(diào)，可以控制纖維復(fù)合材料的對中性，改善成型質(zhì)量；還包括維浸潤裝置和光源，可以改善纖維與樹脂之間的界面粘結(jié)質(zhì)量，進(jìn)一步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。

連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭安裝在二維運(yùn)動平臺上，連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭的下方設(shè)置有工作臺，工作臺安裝在一維運(yùn)動平臺上，擠絲機(jī)構(gòu)、加熱裝置和溫度監(jiān)測裝置均安裝在連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭上并跟隨二維運(yùn)動平臺運(yùn)動，加熱裝置用于加熱連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭，溫度監(jiān)測裝置用于測量連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭的溫度，控制裝置控制二維運(yùn)動平臺、一維運(yùn)動平臺、擠絲機(jī)構(gòu)、加熱裝置和溫度監(jiān)測裝置的工作狀態(tài)。

所述連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭由外噴頭和內(nèi)噴頭組成，所述內(nèi)噴頭螺紋連接在外噴頭的內(nèi)部，所述內(nèi)噴頭的內(nèi)部設(shè)有用于穿纖維絲的內(nèi)腔ⅱ，所述外噴頭的內(nèi)部設(shè)有容納樹脂材料的內(nèi)腔ⅰ，所述內(nèi)腔ⅰ與內(nèi)腔ⅱ同軸，所述外噴頭上還設(shè)有連通內(nèi)腔ⅰ的連接孔，所述連接孔位于外噴頭的側(cè)面。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置所述外噴頭的上端為圓柱體，下端為圓錐體，所述圓柱體上對稱設(shè)有兩個平面，所述連接孔位于其中一個平面上，另一個平面上設(shè)有定位孔，所述定位孔為螺紋盲孔。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置所述內(nèi)噴頭為圓柱體，內(nèi)噴頭的上端直徑大于下端直徑，內(nèi)噴頭的上端設(shè)有擰緊頭，所述擰緊頭的下端設(shè)置有擋塊，所述內(nèi)腔ⅱ貫穿內(nèi)噴頭并與內(nèi)噴頭同軸，所述內(nèi)腔ⅱ為兩個圓柱形腔體組成，上端圓柱形腔體的直徑大于下端圓柱形腔體的直徑，兩個圓柱形腔體的連接處為弧形過渡。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置所述內(nèi)噴頭由上噴頭和下噴頭組成，所述上噴頭和下噴頭螺紋連接，所述上噴頭的內(nèi)部設(shè)有貫穿上噴頭的圓柱通孔ⅰ，所述圓柱通孔ⅰ與上噴頭同軸，所述下噴頭的內(nèi)部設(shè)有貫穿下噴頭的圓柱通孔ⅱ，所述圓柱通孔ⅱ與下噴頭同軸，所述圓柱通孔ⅰ與圓柱通孔ⅱ同軸，所述圓柱通孔ⅰ的直徑大于圓柱通孔ⅱ的直徑。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置所述圓柱通孔ⅰ與圓柱通孔ⅱ通過過渡弧形段連接，所述過渡弧形段為光滑弧面。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置所述內(nèi)噴頭的出口位于外噴頭之內(nèi)，所述內(nèi)噴頭的出口與外噴頭的出口之間的豎直距離為1-6mm，所述外噴頭和內(nèi)噴頭之間設(shè)置有彈性墊片。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置還包括纖維浸潤裝置和光源，所述纖維浸潤裝置中裝有光敏樹脂，所述纖維浸潤裝置用于將光敏樹脂滲入纖維束內(nèi)部，所述光源為紫外激光器，波長350nm，輸出功率應(yīng)為0-200mw可調(diào)。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本發(fā)明連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置所述的纖維浸潤裝置為長方體，纖維浸潤裝置的內(nèi)部設(shè)置有腔體，腔體內(nèi)部裝有光敏樹脂，腔體的內(nèi)部還設(shè)置有多個高低不同的張緊柱，所述張緊柱均位于光敏樹脂內(nèi)，所述纖維浸潤裝置的一側(cè)連接有擠出頭，擠出頭上設(shè)置有連通腔體內(nèi)部的拉出通孔。

本發(fā)明連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭及打印機(jī)的有益效果為：

1.樹脂進(jìn)口位于外噴頭的側(cè)面，而不是外噴頭的上端，可以有效減小外噴頭的直徑，從而縮小噴頭的尺寸，降低噴頭的質(zhì)量，提高成型精度。

2.噴頭僅由外噴頭和內(nèi)噴頭組成，噴頭結(jié)構(gòu)簡單，易于加工并且尺寸較小。

3.內(nèi)噴頭的出口與外噴頭的出口之間的豎直距離可調(diào)，可以控制纖維復(fù)合材料的對中性，改善成型質(zhì)量。

4.外噴頭和內(nèi)噴頭通過螺紋連接，便于拆卸，易于清理堵頭。

5.噴頭整體尺寸較小，從而減小了容納樹脂材料的腔體體積，不僅可以縮短加熱時間還可以防止樹脂過多溢出。

6.包括維浸潤裝置和光源，可以改善纖維與樹脂之間的界面粘結(jié)質(zhì)量，進(jìn)一步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方法對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置中連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭的主視圖。

圖3為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭的左視圖。

圖4為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭的仰視圖。

圖5為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭的俯視圖。

圖6為圖2中a-a向剖視圖。

圖7為內(nèi)殼2的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為打印的纖維樹脂復(fù)合材料的微觀形貌圖。

圖9為內(nèi)噴頭出口與外噴頭出口之間的豎直距離對纖維復(fù)合材料纖維對中性的影響規(guī)律。

圖10為含有纖維浸潤裝置和光源的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為纖維浸潤裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為圖11的立體示意圖。

圖13為加入光敏樹脂后打印樣件力學(xué)性能的對比圖。

圖中：外噴頭1；連接孔1-1；定位孔1-2；內(nèi)腔ⅰ1-3；內(nèi)噴頭2；擰緊頭2-1；擋塊2-2；內(nèi)腔ⅱ2-3；上噴頭21；圓柱通孔ⅰ211；擋塊ⅰ212；過渡弧形段213；下噴頭22；圓柱通孔ⅱ221；纖維浸潤裝置3；腔體3-1；擠出頭3-2；拉出通孔3-2-1；張緊柱3-3；光源4。

具體實施方式

具體實施方式一：

下面結(jié)合圖1-13說明本實施方式，本發(fā)明屬于增材制造領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭，包括連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭、二維運(yùn)動平臺、一維運(yùn)動平臺、工作臺、擠絲機(jī)構(gòu)、控制裝置、加熱裝置和溫度監(jiān)測裝置，噴頭結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，可以提高成型精度；此外，內(nèi)噴頭的出口與外噴頭的出口之間的豎直距離可調(diào)，可以控制纖維復(fù)合材料的對中性，改善成型質(zhì)量；還包括維浸潤裝置和光源，可以改善纖維與樹脂之間的界面粘結(jié)質(zhì)量，進(jìn)一步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。

連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭安裝在二維運(yùn)動平臺上，連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭的下方設(shè)置有工作臺，工作臺安裝在一維運(yùn)動平臺上，擠絲機(jī)構(gòu)、加熱裝置和溫度監(jiān)測裝置均安裝在連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭上并跟隨二維運(yùn)動平臺運(yùn)動，加熱裝置用于加熱連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭，溫度監(jiān)測裝置用于測量連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭的溫度，控制裝置控制二維運(yùn)動平臺、一維運(yùn)動平臺、擠絲機(jī)構(gòu)、加熱裝置和溫度監(jiān)測裝置的工作狀態(tài)。連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭由外噴頭1和內(nèi)噴頭2組成。其中二維運(yùn)動平臺、一維運(yùn)動平臺、工作臺、擠絲機(jī)構(gòu)、控制裝置、加熱裝置和溫度監(jiān)測裝置均為現(xiàn)有熔融沉積成型3d打印機(jī)的零部件，可以直接選購。本發(fā)明就是在現(xiàn)有熔融沉積成型3d打印機(jī)的基礎(chǔ)上直接更換了打印頭，用自行設(shè)計的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭代替了熔融沉積成型3d打印機(jī)上的打印頭。

所述內(nèi)噴頭2螺紋連接在外噴頭1的內(nèi)部，所述內(nèi)噴頭2的內(nèi)部設(shè)有用于穿纖維絲的內(nèi)腔ⅱ2-3，所述外噴頭1的內(nèi)部設(shè)有容納樹脂材料的內(nèi)腔ⅰ1-3，所述內(nèi)腔ⅰ1-3與內(nèi)腔ⅱ2-3同軸，所述外噴頭1上還設(shè)有連通內(nèi)腔ⅰ1-3的連接孔1-1，所述連接孔1-1位于外噴頭1的側(cè)面。外噴頭1與內(nèi)噴頭2之間通過螺紋連接，可以方便噴頭拆卸，當(dāng)噴頭堵塞時便于快速清理。內(nèi)腔ⅱ2-3位于噴頭內(nèi)部，用于穿過連續(xù)纖維絲，樹脂材料通過連接孔1-1進(jìn)入內(nèi)腔ⅰ1-3，當(dāng)樹脂熔化后會被不斷進(jìn)入的樹脂材料擠出并包裹在連續(xù)纖維絲的四周，并帶動纖維絲不斷穿出。內(nèi)腔ⅰ1-3與內(nèi)腔ⅱ2-3同軸可以保證纖維絲位于樹脂的中心。連接孔1-1位于外噴頭1的側(cè)面，而不是位于外噴頭1的上端可以有效減小外噴頭1的直徑，從而縮小噴頭的尺寸，降低噴頭的質(zhì)量，噴頭的質(zhì)量越輕，成型精度越高。

具體實施方式二：

下面結(jié)合圖1-12說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進(jìn)一步說明，所述外噴頭1的上端為圓柱體，下端為圓錐體，所述圓柱體上對稱設(shè)有兩個平面，所述連接孔1-1位于其中一個平面上，另一個平面上設(shè)有定位孔1-2，所述定位孔1-2為螺紋盲孔。對稱設(shè)置的兩個平面便于外噴頭1與導(dǎo)熱塊固定，也便于加工連接孔1-1和定位孔1-2。連接孔1-1為設(shè)有內(nèi)螺紋的通孔，用于連接喉管。定位孔1-2用于與導(dǎo)熱塊上的孔配合，從而通過螺釘將導(dǎo)熱塊與定位孔1-2固定連接，使得外噴頭1與導(dǎo)熱塊固定連接在一起，防止外噴頭1移動。

具體實施方式三：

下面結(jié)合圖1-13說明本實施方式，本實施方式對實施方式一或二作進(jìn)一步說明，所述內(nèi)噴頭2為圓柱體，內(nèi)噴頭2的上端直徑大于下端直徑，內(nèi)噴頭2的上端設(shè)有擰緊頭2-1，所述擰緊頭2-1的下端設(shè)置有擋塊2-2，所述內(nèi)腔ⅱ2-3貫穿內(nèi)噴頭2并與內(nèi)噴頭2同軸，所述內(nèi)腔ⅱ2-3為兩個圓柱形腔體組成，上端圓柱形腔體的直徑大于下端圓柱形腔體的直徑，兩個圓柱形腔體的連接處為弧形過渡。擰緊頭2-1便于扳手等工具旋轉(zhuǎn)內(nèi)噴頭2，可以使得內(nèi)噴頭2與外噴頭1緊密連接，從而防止樹脂從內(nèi)噴頭2與外噴頭1連接的縫隙中溢出。擋塊2-2便于在外噴頭1與內(nèi)噴頭2之間放置彈性墊片。內(nèi)腔ⅱ2-3的上端圓柱形腔體的直徑大于下端圓柱形腔體的直徑，便于纖維絲穿入。由于纖維絲是多根細(xì)絲組成的纖維束，如果上端直徑太小不便于纖維絲穿入，如果下端直徑太大，纖維絲容易分散。兩個圓柱形腔體的連接處為弧形過渡，便于纖維絲穿入。

具體實施方式四：

下面結(jié)合圖1-13說明本實施方式，本實施方式對實施方式一或二作進(jìn)一步說明，所述內(nèi)噴頭2由上噴頭21和下噴頭22組成，所述上噴頭21和下噴頭22螺紋連接，所述上噴頭21的內(nèi)部設(shè)有貫穿上噴頭21的圓柱通孔ⅰ211，所述圓柱通孔ⅰ211與上噴頭21同軸，所述下噴頭22的內(nèi)部設(shè)有貫穿下噴頭22的圓柱通孔ⅱ221，所述圓柱通孔ⅱ221與下噴頭22同軸，所述圓柱通孔ⅰ211與圓柱通孔ⅱ221同軸，所述圓柱通孔ⅰ211的直徑大于圓柱通孔ⅱ221的直徑。在打印的過程中，長時間穿入纖維絲會發(fā)生纖維絲堵頭的情況，而堵頭均是發(fā)生在直徑較小的內(nèi)噴頭2出口。圓柱通孔ⅰ211和圓柱通孔ⅱ221用于穿纖維絲，由于纖維絲是多根細(xì)絲組成的纖維束，如果圓柱通孔ⅰ211的直徑太小不便于纖維絲穿入，如果圓柱通孔ⅱ221的直徑太大，纖維絲容易分散。圓柱通孔ⅰ211和圓柱通孔ⅱ221形成的腔體與內(nèi)噴頭2同軸可以有效保證纖維絲位于正中心。由于內(nèi)噴頭2較長，如果內(nèi)部出口發(fā)生堵塞不容易清理，而且內(nèi)噴頭2分成上噴頭21和下噴頭22，當(dāng)堵塞時擰下下噴頭22便可以進(jìn)行快速清理。

具體實施方式五：

下面結(jié)合圖1-13說明本實施方式，本實施方式對實施方式四作進(jìn)一步說明，所述圓柱通孔ⅰ211與圓柱通孔ⅱ221通過過渡弧形段213連接，所述過渡弧形段213為光滑弧面，從而便于纖維絲穿入，減小纖維絲拉出時所受到的摩擦阻力，從而可以提高纖維復(fù)合材料的對中性。

具體實施方式六：

下面結(jié)合圖1-13說明本實施方式，本實施方式對實施方式一至五作進(jìn)一步說明，所述內(nèi)噴頭2的出口位于外噴頭1之內(nèi)，所述內(nèi)噴頭2的出口與外噴頭1的出口之間的豎直距離為1-6mm，所述外噴頭1和內(nèi)噴頭2之間設(shè)置有彈性墊片。如圖8所示，纖維正常是位于噴頭的中心位置，打印出的纖維復(fù)合材料中纖維絲應(yīng)當(dāng)位于樹脂的中間位置，而圖中纖維并不是位于樹脂的正中間，lb是明顯大于la的，這種纖維對中性較差會影響纖維復(fù)合材料的成型質(zhì)量。內(nèi)噴頭2的出口與外噴頭1的出口之間的豎直距離過小，會出現(xiàn)纖維絲被拉斷的現(xiàn)象，其原因在于內(nèi)噴頭2與工作臺之間的距離較小，內(nèi)噴頭2會擠壓住纖維絲，而噴頭在打印過程中需要不斷移動，從而纖維絲也是不斷從噴頭內(nèi)拉出的，所受擠壓力過大，纖維絲便會被拉斷。當(dāng)內(nèi)噴頭2的出口與外噴頭1的出口之間的豎直距離過大時，纖維復(fù)合材料的對中性較差，纖維會從樹脂中被拉出，導(dǎo)致成型工件失效。從圖9中可以看出，隨著內(nèi)噴頭2的出口與外噴頭1的出口之間的豎直距離增大，纖維對中性的值增大，纖維對中性變差。外噴頭1和內(nèi)噴頭2之間設(shè)置有彈性墊片，可以實現(xiàn)內(nèi)噴頭2的出口與外噴頭1的出口之間的豎直距離的調(diào)節(jié)，并且不影響外噴頭1和內(nèi)噴頭2之間螺紋連接的緊密性。

具體實施方式七：

下面結(jié)合圖1-13說明本實施方式，本實施方式對實施方式一至五作進(jìn)一步說明，所述的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝置還包括纖維浸潤裝置3和光源4，所述纖維浸潤裝置3中裝有光敏樹脂，所述纖維浸潤裝置3用于將光敏樹脂滲入纖維束內(nèi)部，所述光源4為紫外激光器，波長350nm，輸出功率應(yīng)為0-200mw可調(diào)。纖維浸潤裝置3用于將光敏樹脂滲入到連續(xù)纖維絲的內(nèi)部，使得纖維絲之間均浸潤有光敏樹脂。待樹脂與纖維絲和光敏樹脂的復(fù)合材料打印到工作臺上后，光源4照射已打印的工件，使得包裹在樹脂內(nèi)部并粘結(jié)在纖維絲之間的光敏樹脂固化。影響纖維與樹脂界面粘結(jié)質(zhì)量的因素主要是纖維與樹脂的接觸面積。

表面浸過光敏樹脂的連續(xù)纖維絲在連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造噴頭中樹脂的擠壓下會進(jìn)一步滲入纖維絲之間的縫隙中，從而使得連續(xù)纖維絲與光敏樹脂的接觸面積進(jìn)一步增大。光敏樹脂在紫外光的照射下發(fā)生光固化反應(yīng)，環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂發(fā)生聚合交聯(lián)形成聚合物，與此同時，纖維表面的某些官能團(tuán)與樹脂基團(tuán)的官能團(tuán)之間也會形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵連接，靠主價鍵力作用將光敏樹脂和連續(xù)纖維緊密結(jié)合起來，形成穩(wěn)定的界面相。樹脂的熱容較大，光敏樹脂的固化先行完成，形成附著于連續(xù)纖維絲絲的連續(xù)相。樹脂隨后固化，兩種樹脂的聚合物鏈在界面處形成半互穿的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。樹脂與光敏樹脂的界面作用機(jī)制主要為兩相之間的摩擦嚙合。

經(jīng)過光敏樹脂改性的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料存在兩個界面：光敏樹脂與連續(xù)纖維界面和樹脂與光敏樹脂界面。光敏樹脂與連續(xù)纖維的界面由于增大了兩相的接觸面積，因此界面粘結(jié)質(zhì)量比樹脂與連續(xù)纖維界面有改善。而樹脂與光敏樹脂界面是一個樹脂共混界面，具有較高的界面結(jié)合強(qiáng)度。因此，光敏樹脂改性纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料較未改性復(fù)合材料具有更好的界面性能和機(jī)械性能，從而進(jìn)一步改善了纖維與樹脂之間的界面粘結(jié)質(zhì)量，提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能。為了論證方案可行性，如圖13所示，選擇了五種不同參數(shù)打印了多組工件進(jìn)行拉伸測試，測得的拉伸強(qiáng)度均有30％左右的提升。

此外，限制于目前光敏樹脂材料在高溫下可能發(fā)生蒸發(fā)，因此可以使用低溫熔化的pcl樹脂，待日后光敏樹脂的性能得到改善，可以適用高溫樹脂。

具體實施方式八：

下面結(jié)合圖1-13說明本實施方式，本實施方式對實施方式七作進(jìn)一步說明，所述纖維浸潤裝置3為長方體，纖維浸潤裝置3的內(nèi)部設(shè)置有腔體3-1，腔體3-1內(nèi)部裝有光敏樹脂，腔體3-1的內(nèi)部還設(shè)置有多個高低不同的張緊柱3-3，所述張緊柱3-3均位于光敏樹脂內(nèi)，所述纖維浸潤裝置3的一側(cè)連接有擠出頭3-2，擠出頭3-2上設(shè)置有連通腔體3-1內(nèi)部的拉出通孔3-2-1。張緊柱3-3可以改善光敏樹脂與連續(xù)纖維絲之間的浸潤程度，擠出頭3-2可以使得浸潤有光敏樹脂的連續(xù)纖維絲聚合到一起。

工作原理：在打印之前，向內(nèi)噴頭2內(nèi)的內(nèi)腔ⅱ2-3中或圓柱通孔ⅰ211與圓柱通孔ⅱ221所形成的腔體中先穿入連續(xù)纖維絲，連續(xù)纖維絲從外噴頭1的出口穿出。通過外噴頭1的連接孔1-1向內(nèi)腔ⅰ1-3不斷送入樹脂材料，樹脂材料可以是pla樹脂、abs樹脂、pcl樹脂等，樹脂材料熔化后從內(nèi)腔ⅰ1-3的出口擠出，擠出的過程中樹脂材料會包裹在連續(xù)纖維的四周，形成圓柱狀的纖維樹脂復(fù)合材料并粘結(jié)在工作臺上，通過工作臺和噴頭的不斷移動實現(xiàn)增材制造打印工件。

需要改善纖維與樹脂界面粘結(jié)質(zhì)量時，先將連續(xù)纖維絲通過纖維浸潤裝置3浸潤后再送入腔體中，因此連續(xù)纖維絲之間會浸潤有光敏樹脂，擠出的過程中樹脂材料包裹在連續(xù)纖維的四周，同時將光敏樹脂包裹在樹脂材料內(nèi)部。待纖維、光敏樹脂和熔融樹脂所形成的復(fù)合材料粘結(jié)在工作臺上時，用紫外激光器照射已經(jīng)打印的工件，使得包裹在樹脂內(nèi)部并粘結(jié)在纖維絲之間的光敏樹脂固化。從而改善纖維與樹脂之間的界面粘結(jié)質(zhì)量，提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。

當(dāng)然，上述說明并非對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。