公开(公告)号：CN112477117A

公开(公告)日：2021-03-12

申请号：CN202011229782.8

申请日：2020-11-06

Applicant: 西安交通大学

Inventor： 田小永 ,  张亚园 ,  刘腾飞

IPC: B29C64/165 ,  B29C64/314 ,  B29B15/12 ,  B29B15/14 ,  B33Y30/00 ,  B33Y40/10 ,  B33Y70/10

Abstract: 一种连续纤维增强复合材料预浸渍3D打印装置及方法，包括送丝模块、螺杆挤出模块、熔融浸渍模块以及打印模块，螺杆挤出模块包括步进电机，步进电机与微螺杆轴端连接，微螺杆分为螺杆送料段、螺杆压缩段与螺杆计量段，微螺杆轴端固定在第一螺筒上，第一螺筒进料口固定有料斗；螺杆压缩段、螺杆计量段的外侧设有第二螺筒，螺杆压缩段及计量段的加热线圈、温度传感器固定在第二螺筒外壁；熔融浸渍模块包括浸渍模具，在浸渍模具内部固定有上导向辊、下导向辊，在浸渍模具的浸渍腔内放置开有狭缝的浸渍辊，浸渍模具下端连接有喷嘴；本发明能够实现纤维束的充分浸渍，获得良好的界面结合性能，从而实现高性能复合材料的制造一体化进程。

公开(公告)号：CN108127931B

公开(公告)日：2020-12-08

申请号：CN201711344699.3

申请日：2017-12-15

Applicant: 西安交通大学

Inventor： 田小永 ,  刘腾飞 ,  刘子昂 ,  李涤尘

IPC: B29C70/16 ,  B29C64/141 ,  B33Y10/00 ,  B33Y80/00

Abstract: 仿蛛丝非线性力学特性复合材料结构，包括螺旋交叉结构和梯度界面结构，螺旋交叉结构包括平面螺旋交叉结构和空间螺旋交叉结构；平面螺旋交叉结构包括由两条振幅及周期相同、相位差为半周期的正弦曲线组成第一交叉结构，第一交叉结构与外围矩形边框连接；空间螺旋交叉结构包括骨架，骨架缠绕有若干螺旋线构成的第二交叉结构；梯度界面结构采用双层界面结构，包括第一种基体材料，第一种基体材料内部包裹连续纤维，第一种基体材料外部通过第二种基体材料包裹；采用本发明仿蛛丝非线性力学特性复合材料结构，具有多重模量梯度，对于不同的载荷环境会产生不同的响应，能够提高零件的环境适用性，应用于复杂工况条件下具有十分明显的优势。

公开(公告)号：CN111907054A

公开(公告)日：2020-11-10

申请号：CN202010792240.5

申请日：2020-08-08

Applicant: 西安交通大学

Inventor： 田小永 ,  者露 ,  陈卓筠 ,  侯章浩

IPC: B29C64/10 ,  B29C64/386 ,  B29C64/393 ,  B33Y10/00 ,  B33Y50/00 ,  B33Y50/02

Abstract: 一种基于应力方向的连续纤维增强复合材料3D打印凸分解方法，对凹多边形区域中内角最大的凹角顶点进行处理，以该凹角顶点的角平分线方向与其垂直方向建立新坐标系；判断其他凹角顶点得到不同的凹角顶点类型，根据划分准则对不同类型的凹角顶点进行凸分解得到不同的子区域，使子区域的划分尽量与应力方向匹配，然后对子区域进行轮廓偏置处理，并对子区域的轮廓偏置线双螺旋化处理，得到连续双螺旋线，然后根据子区域间拓扑关系将不同的子区域连接，得到既全区域连续又能充分考虑应力集中点及连续纤维增强复合材料的各向异性的打印路径；本发明可消除应力集中点对模型的力学性能影响。

公开(公告)号：CN111688193A

公开(公告)日：2020-09-22

申请号：CN202010539017.X

申请日：2020-06-13

Applicant: 西安交通大学

Inventor： 田小永 ,  王清瑞 ,  张道康 ,  李涤尘

IPC: B29C64/165 ,  B29C64/20 ,  B33Y10/00 ,  B33Y30/00

Abstract: 一种可控偏置连续纤维增强复合材料的直写3D打印装置及方法，装置包括外部装置固定的料筒，料筒底部连接喷头，喷头下方设有打印底板；料筒一侧通过软管连接溶液储存腔和气泵；料筒内部设有推杆，推杆具有一个盛装密封液的腔室和一个用于通过连续纤维的毛细管，推杆顶部有小孔，从小孔引出的连续纤维与张紧轮相连；推杆与连接轴固连，连接轴通过旋转轴承与外部的竖直运动装置相连，同时通过带轮与电机相连；料筒的内外径中心不重合；利用推杆实现连续纤维在复合材料中的偏置位置，每一根复合材料的打印过程分为旋转、挤出、转动、固化步骤；本发明制备结构同时具备较高的力学性能和突出的智能特性，且结构中连续纤维材料的偏置位置可精确调控。

公开(公告)号：CN109760336B

公开(公告)日：2020-07-10

申请号：CN201811580023.9

申请日：2018-12-24

Applicant: 西安交通大学

Inventor： 朱伟军 ,  罗盟 ,  田小永 ,  尚俊凡 ,  李涤尘

IPC: B29C70/38 ,  B29C64/165 ,  B33Y10/00

Abstract: 一种预置纤维棒Z向增强连续纤维复合材料增材制造方法，先制备纤维棒，然后用纯树脂熔融挤出打印基板；再按照纤维棒预置要求规划打印路径并实时预置纤维棒：在基板打印结束后，打印端进行连续纤维增强树脂基复合材料的挤出成形3D打印，按照强度需求评估纤维棒的数量及分布方式，当打印端在经过纤维棒的预留位置时，按照设定插补路径避开预留位置；当打印端经过预留位置且保证与预置热枪之间不会出现机械干涉的情况下，预置热枪在预留位置打入纤维棒；按照纤维棒长度，重复打印直到达到指定厚度的成形件；本发明通过在挤出成形打印过程中预置Z向纤维棒，提高Z向力学性能，降低复合材料制件的各向异性。

公开(公告)号：CN108943701B

公开(公告)日：2020-01-21

申请号：CN201810652872.4

申请日：2018-06-22

Applicant: 西安交通大学

Inventor： 田小永 ,  王清瑞 ,  黄兰 ,  李涤尘

IPC: B29C64/171 ,  B29C64/393 ,  B33Y10/00 ,  B33Y50/02

Abstract: 一种可控变形的连续纤维嵌入复合材料的4D打印方法，通过求解所要变形的曲面的主曲率及主曲率线，进而通过保长变换理论及微分几何理论求解纤维轨迹线，通过对纤维轨迹线进行规划，并用Matlab软件进行求解，得到纤维在打印过程中经过的路径点；先打印底层的树脂材料，再打印顶层的由树脂和沿着路径轨迹线分布的纤维所组成的材料，将打印得到的材料进行热处理，复合材料变可变形成为预期的形状；本发明能够实现任意可展曲面形状的可控变形，由于纤维取向的高可控性，这种复合材料具有很高的变形精度。

公开(公告)号：CN107685440B

公开(公告)日：2019-11-08

申请号：CN201710613626.3

申请日：2017-07-25

Applicant: 西安交通大学

Inventor： 田小永 ,  罗盟 ,  李涤尘 ,  朱兴隆

IPC: B29C64/106 ,  B29C64/194 ,  B33Y30/00 ,  B29K71/00

Abstract: 一种基于激光原位热处理的功能梯度材料挤出成形制造方法，采用现场激光原位辅助制造，通过改变激光功率实现温度调节，通过温度调节实现材料结晶度的改变，再通过结晶度与预实现功能之间的对应关系，最终实现对结晶态高分子材料打印过程中的功能梯度分布的实现；同时，通过激光原位热处理，也能较好的提升挤出成形过程中层与层间的结合性能。

公开(公告)号：CN110157149A

公开(公告)日：2019-08-23

申请号：CN201910394430.9

申请日：2019-05-13

Applicant: 西安交通大学

Inventor： 田小永 ,  晏梦雪

IPC: C08L61/16 ,  C08K9/00 ,  C08K7/06

Abstract: 本发明公开了一种用于激光选区烧结的聚醚醚酮组合物及其制备方法，属于复合材料领域。该用于激光选区烧结的聚醚醚酮组合物，按照重量份数计，包括80-95份的聚醚醚酮粉末和5-20份的碳纤维；所述碳纤维为去除上浆剂及杂质的碳纤维；所述上浆剂及杂质的热分解温度为350-500℃。该聚醚醚酮组合物具有较好的SLS成形工艺性能，表现为粉末床的预热效率大幅提高、预热温度降低，制件强度和模量相比较单一树脂制件明显提高，可广泛用于航空航天、生物、机械、军工等领域中的终端复杂结构零件的直接制造及小批量生产。

公开(公告)号：CN107081906B

公开(公告)日：2019-07-12

申请号：CN201710354181.1

申请日：2017-05-18

Applicant: 西安交通大学

Inventor： 田小永 ,  罗盟 ,  李涤尘 ,  段玉岗

IPC: B29C64/209 ,  B33Y30/00

Abstract: 一种用于材料挤出成形的自滚压3D打印集成喷嘴，包括喷嘴外壳，喷嘴外壳内部固定有喷嘴内件，喷嘴内件正下方设有的塔簧和球珠相接，球珠安装在喷嘴外壳的下端；喷嘴内件内部设有连通的材料输入孔和材料流经槽，喷嘴内件中部设有与喷嘴内件固定螺纹孔利用螺栓配合的内件上内件固定螺纹孔，使得喷嘴内件上的材料输入孔、材料流经槽与喷嘴外壳上的材料输出孔位于同一侧，材料在3D打印集成喷头内部的温控系统下呈熔融态，依次通过材料球珠入口、材料输入孔、材料流经槽、材料输出孔至喷嘴外，经过球珠在不同弹性系数的塔簧的弹力作用下实现不同力下的挤压，本发明可以更好的对成形面进行层间性能及各界面性能改善。

公开(公告)号：CN106926452B

公开(公告)日：2019-05-21

申请号：CN201710121438.9

申请日：2017-03-02

Applicant: 西安交通大学

Inventor： 田小永 ,  罗盟 ,  侯章浩 ,  李涤尘

IPC: B29C64/147 ,  B29C64/209 ,  B33Y10/00 ,  B33Y30/00

Abstract: 一种用于材料挤出成形的多功能3D打印头及使用方法，多功能3D打印头包括连接在固定件上的3D打印送料喷头，和3D打印送料喷头的喷嘴进行配合打印的激光器固定在固定件上，和3D打印送料喷头的喷嘴进行配合打印的热滚压筒通过连接件固定在固定件上；热滚压筒包括热滚压筒中心轴，热滚压筒中心轴一端通过两个小轴承连接在热滚压筒外壳内，热滚压筒中心轴另一端通过大轴承连接在热滚压筒外壳内，热滚压筒中心轴中部粘贴有恒温加热片，使用方法利用激光预热及打印后热滚压打印表面在一定程度上满足了提升层内各项性能的同时，有效提升了打印件的打印密度及层间界面性能。