《一种用于FDM技术的复合纤维丝材及其制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种用于FDM技术的复合纤维丝材及其制备方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104141179A43申请公布日20141112CN104141179A21申请号201410373000622申请日20140731D01F8/18200601D01F8/10200601D01F8/06200601D01F8/16200601D01F8/14200601D01F1/10200601D01D5/3420060171申请人中国科学院重庆绿色智能技术研究院地址400714重庆市北碚区方正大道266号72发明人谭陆西黎静张代军74专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之54发明名称一种用于FDM技术的复合纤维丝材及其制备方法57摘要本发明。
2、公开了一种用于FDM技术的复合纤维丝材，包括丝芯和包覆在丝芯外层的热塑性塑料，所述丝芯为玻璃纤维、碳纤维或金属丝，其直径为520M，所述丝材直径为2050M所述包覆在丝芯外层的热塑性塑料含有530WT的直径为011M，长度1MM的增强纤维；本发明制备该复合纤维丝材的方法，首先加热热塑性塑料至熔融态，然后将增强纤维加入熔融塑料并混合均匀，接着通过送丝机构使得混合熔体均匀的附着在丝芯表面，最后经挤出定型得到直径为2050微米的复合丝材。本发明向热塑性塑料加入增强短纤维和丝芯，不仅能够增强熔融丝材界面之间的黏附效果，强化打印件各层轴向连接强度，也可以提高每层径向上独立的拉伸强度。51INTCL权利要。
3、求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104141179ACN104141179A1/1页21一种用于FDM技术的复合纤维丝材，其特征在于包括丝芯和包覆在丝芯外层的热塑性塑料，所述丝芯为玻璃纤维、碳纤维或金属丝，其直径为520M，所述丝材直径为2050M。2根据权利要求1所述用于FDM技术的复合纤维丝材，其特征在于所述包覆在丝芯外层的热塑性塑料含有530WT的直径为011M，长度1MM的增强纤维。3根据权利要求1所述用于FDM技术的复合纤维丝材，其特征在于所述增强材料为碳纤维、碳纳米管、凯夫拉纤维或玻璃纤维。。
4、4根据权利要求13任意一项所述用于FDM技术的复合纤维丝材，其特征在于所述热塑性塑料为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚碳酸酯或聚乳酸等热塑性塑料。5制备如权利要求14任意一项所述用于FDM技术的复合纤维丝材的方法，其特征在于，包括以下步骤STP1取7095份热塑性塑料、530份增强纤维和直径为520M的丝芯；STP2加热热塑性塑料至熔融状态；STP3将增强纤维加入熔融的热塑性塑料中并混合均匀；STP4通过送丝机构使丝芯匀速通过STP3所得混合熔体，使混合熔体均匀的附着在丝芯表面；STP5控制最终丝材挤出口的孔径，得到直径2050微米的复合丝材。6根据权利要求5所述制备用于FDM技术的复合纤。
5、维丝材的方法，其特征在于所述热塑性塑料为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚碳酸酯或聚乳酸等热塑性塑料，所述增强材料为碳纤维、碳纳米管、凯夫拉纤维或玻璃纤维，所述丝芯为玻璃纤维、碳纤维或金属丝。权利要求书CN104141179A1/3页3一种用于FDM技术的复合纤维丝材及其制备方法技术领域0001本发明属于增材制造领域，涉及熔融挤出成型技术，特别涉及一种用于FDM技术的复合纤维丝材及制备该复合纤维材料的方法。背景技术0002目前增材制造技术，即3D打印技术正对传统的制造业造成冲击。熔融挤出成型FDM技术是增材制造技术中的一个重要分支，它主要以热塑性塑料作为加工材料，这类材料通常需要被预先加工成。
6、丝材。丝材被送丝机构送入喷头，在喷头内被加热融化并挤出，之后迅速固化并与周围的材料粘结，喷头沿零件截面轮廓逐层运动进行填充，从而达到成型目的。相对传统工艺，FDM技术能够打印迅速的成型结构较为复杂的产品，免去了注塑开模的过程，然而其产品强度相对较低，难以直接使用。0003因此，为拓展FDM技术应用范围，有必要开发一种能够增强制品强度的适用于FDM技术的复合纤维丝材。发明内容0004有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于FDM技术的复合纤维丝材及其制备方法。0005为达到上述目的，本发明提供如下技术方案0006一种用于FDM技术的复合纤维丝材，包括丝芯和包覆在丝芯外层的热塑性塑料，所述丝芯为玻璃。
7、纤维、碳纤维或金属丝，其直径为520M，所述丝材直径为2050M。0007作为本发明用于FDM技术的复合纤维丝材的优选，所述包覆在丝芯外层的热塑性塑料含有530WT的直径为011M，长度1MM的增强纤维。0008作为本发明用于FDM技术的复合纤维丝材的优选所述增强材料为碳纤维、碳纳米管、凯夫拉纤维或玻璃纤维。0009作为本发明用于FDM技术的复合纤维丝材的优选所述热塑性塑料为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚碳酸酯或聚乳酸等热塑性塑料。0010本发明制备用于FDM技术的复合纤维丝材的方法，包括以下步骤0011STP1取7095份热塑性塑料、530份增强纤维和直径为520M的丝芯；0012ST。
8、P2加热热塑性塑料至熔融状态；0013STP3将增强纤维加入熔融的热塑性塑料中并混合均匀；0014STP4通过送丝机构使丝芯匀速通过STP3所得混合熔体，使混合熔体均匀的附着在丝芯表面；0015STP5控制最终丝材挤出口的孔径，得到直径2050微米的复合丝材。0016优选的，所述热塑性塑料为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚碳酸酯或聚乳酸等热塑性塑料，所述增强材料为碳纤维、碳纳米管、凯夫拉纤维或玻璃纤维，所述丝芯为玻璃纤维、碳纤维或金属丝。说明书CN104141179A2/3页40017本发明的有益效果在于0018本发明的复合纤维丝材向热塑性塑料加入短纤维，能够有效地增强FDM过程熔融丝材界。
9、面之间的黏附效果，提高界面连接处的剪切模量，从而强化打印件各层轴向连接强度；本发明的复合纤维丝材含有高拉伸模量的丝芯，可以提高各层径向拉伸强度。因此，本发明的复合丝材结构能够有效地提高打印件的整体强度。附图说明0019为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明0020图1为本发明复合纤维丝材纵截面示意图；0021图2为本发明复合纤维丝材纵横面示意图。具体实施方式0022下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。0023以下实施例将公开一种用于FDM技术的复合纤维丝材，包括丝芯和包覆在丝芯外层的热塑性塑料，所述丝芯为玻璃纤维、碳纤维或金属丝，其直径为52。
10、0M，所述丝材直径为2050M。0024其中0025包覆在丝芯外层的热塑性塑料含有530WT的直径为011M，长度1MM的增强纤维；0026增强材料为碳纤维、碳纳米管、凯夫拉纤维或玻璃纤维；0027热塑性塑料为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚碳酸酯或聚乳酸等热塑性塑料。0028实施例10029本实施例制备用于FDM技术的复合纤维丝材的方法，包括以下步骤0030STP1取90份聚苯乙烯、10份增强短碳纤维丝和直径为10M的长碳纤维丝芯；0031STP2加热聚苯乙烯至熔融状态；0032STP3将短碳纤维丝加入熔融的聚苯乙烯并混合均匀；0033STP4通过送丝机构使长碳纤维丝芯以05M/MIN的。
11、速度匀速通过STP3所得混合熔体，使混合熔体均匀的附着在丝芯表面；0034STP5控制丝材挤出口的孔径，最终得到直径3545微米的复合丝材。0035本实施例中，增强短碳纤维直径为0308M，长度1MM。0036采用本实施例制得的复合纤维丝材应用到FDM技术中，所得打印件的强度较纯PS丝材打印件高3070。0037实施例20038本实施例制备用于FDM技术的复合纤维丝材的方法，包括以下步骤0039STP1取80份聚丙烯、20份增强玻璃纤维和直径为18M的金属丝芯；0040STP2加热聚丙烯至熔融状态；0041STP3将增强玻璃纤维加入熔融的聚丙烯中并混合均匀；0042STP4通过送丝机构使金属丝。
12、芯以08M/MIN的速度匀速通过STP3所得混合熔体，说明书CN104141179A3/3页5使混合熔体均匀的附着在金属丝芯表面；0043STP5控制丝材挤出口的孔径，最终得到直径2035微米的复合丝材。0044本实施例中，增强玻璃纤维直径为0509M，长度1MM。0045实施例30046本实施例制备用于FDM技术的复合纤维丝材的方法，包括以下步骤0047STP1取75份聚碳酸酯、25份增强碳纳米管和直径为6M的玻璃纤维丝芯；0048STP2加热聚碳酸酯至熔融状态；0049STP3将增强碳纳米管加入熔融的聚碳酸酯并混合均匀；0050STP4通过送丝机构使玻璃纤维丝芯以03M/MIN的速度匀速通。
13、过STP3所得混合熔体，使混合熔体均匀的附着在玻璃纤维丝芯表面；0051STP5控制丝材挤出口的孔径，最终得到直径3045微米的复合丝材。0052本实施例中，增强碳纳米管直径为0206M，长度1MM。0053本发明的复合纤维丝材向热塑性塑料加入短纤维，能够有效地增强FDM过程熔融丝材界面之间的黏附效果，提高界面连接处的剪切模量，从而强化打印件各层轴向连接强度；本发明的复合纤维丝材含有高拉伸模量的丝芯，可以提高各层径向拉伸强度。因此，本发明的复合丝材结构能够有效地提高打印件的整体强度，使用本发明的复合纤维丝材打印时所得打印件的强度较纯打印件强度提高3070。0054需要说明的是，上述实施例仅用于。
14、说明本发明的技术方案而非限制，事实上当热塑性塑料为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚碳酸酯或聚乳酸等热塑性塑料；增强材料为碳纤维、碳纳米管、凯夫拉纤维或玻璃纤维；丝芯为玻璃纤维、碳纤维或金属丝；丝芯直径为520M，丝材直径为2050M；热塑性塑料中含有530WT直径为011M，长度1MM的增强纤维时，具能实现本发明的目的。0055最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。说明书CN104141179A1/1页6图1图2说明书附图CN104141179A。