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4、制造模块(10), 其用以按照两个不同的预设旋转方向输出基质材料(100)和 交联材料(200), 以使所述基质材料(100)和所述交联材料(200)构造出具有同轴的、 且一体 成型的第一打印体(1)和第二打印体(2); 编程材料进给模块(20), 其用以向所述三维成型制造模块(10)分别输送所述基质材料 (100)和所述交联材料(200); 计算机控制模块(30), 其基于一固化程序用以构建可打印的模型, 并将所述可打印的 模型的结构特征以三维运动代码的方式传送至所述三维成型制造模块(10), 以使所述三维 成型制造模块(10)能够获得输出所述第一打印体(1)和所述第二打印体(2)的打印轨迹。
5、; 可控气压输出系统(40), 其用以提供输出气源以控制在构造所述第一打印体(1)和第 二打印体(2)时消耗所述基质材料(100)或者所述交联材料(200)的输出量。 2.根据权利要求1所述的同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统, 其特征在于, 所述 三维成型制造模块(10)包括: 料筒部件(101), 其设置在一打印空间内, 并相对于该打印空间能够转动; 同步挤出部(110), 设置在所述料筒部件(101)的第二端; 所述同步挤出部(110)包括: 第一挤出部(11); 第二挤出部(12), 设置在所述第二挤出部(11)的内部, 且所述第一挤出部(11)的高度 小于所述第二挤出部(12)的。
6、高度, 以使所述第一挤出部(11)的第二端与所述第二挤出部 (12)的第二端连通时, 构造出连通区(122); 所述第一挤出部(11)与所述第二挤出部(12)向所述连通区(122)的方向逐渐缩进, 且 变化趋势相同。 3.根据权利要求2所述的同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统, 其特征在于, 所述 料筒部件(101)包括: 可旋转的交联材料旋转挤出筒(111)和可旋转的基质材料旋转挤出筒(112); 所述交联材料旋转挤出筒(111)位于所述可旋转的基质材料旋转挤出筒(112)的内部; 所述交联材料旋转挤出筒(111)与所述第一挤出部(11)连接; 所述基质材料旋转挤出筒(112)与所述第二。
7、挤出部(12)连接。 4.根据权利要求3所述的同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统, 其特征在于, 所述 交联材料旋转挤出筒(111)与所述可旋转的基质材料旋转挤出筒(112)、 所述第一挤出部 (11)、 第二挤出部(12)具有相同的轴线所述的同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统, 其特征在于, 还包 括有: 基质材料控制旋转部(140), 其第一端连接在一预设的安装位上, 并相对于所述预设的 安装位, 所述基质材料控制旋转部(140)可绕自身轴线顺时针或者逆时针旋转; 所述基质材料控制旋转部(140)与所述基质材料旋转挤出筒(112)的第一端固定连接、 且所述基质。
8、材料控制旋转部(140)与所述基质材料旋转挤出筒(112)连通; 交联材料控制旋转部(150), 其第一端连接在所述预设的安装位上, 并相对于所述预设 的安装位, 所述交联材料控制旋转部(150)可绕所述基质材料控制旋转部(140)的轴线 转或者顺时针逆时; 所述交联材料控制旋转部(150)与所述交联材料旋转挤出筒(111)的第一端固定连接、 且所述交联材料控制旋转部(150)与所述交联材料旋转挤出筒(111)连通。 6.根据权利要求5所述的同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统, 其特征在于, 所述 基质材料控制旋转部(140。
9、)由一在所述预设的安装位上的驱动组件(50)驱动其绕自身轴线 转动; 所述交联材料控制旋转部(150)设置在所述基质材料控制旋转部(140)内, 且所述交联 材料控制旋转部(150)与所述基质材料控制旋转部(140)能够传动连接; 当所述驱动组件(50)驱动控制所述基质材料控制旋转部(140)时, 所述交联材料控制 旋转部(150)与所述基质材料控制旋转部(140)在转动时能够形成相反的转动方向、 且所述 交联材料控制旋转部(150)与所述基质材料控制旋转部(140)在两者的第二端部分具有能 够保持一预设滑动间隙。 7.根据权利要求4所述的同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统, 其特征在于,。
10、 所述 编程材料进给模块(20)包括: 两组进料单元(230), 分别用以贮存、 搅拌基质材料(100)和交联材料(200); 第一进料部(210), 用以将贮存有基质材料(100)的一组进料单元(230)输送至所述预 设的安装位上, 以使基质材料(100)可到达所述基质材料控制旋转部(140); 第二进料部(220), 用以将贮存有交联材料(200)的另一组进料单元(230)输送至所述 预设的安装位上, 以使交联材料(200)可到达所述交联材料控制旋转部(150); 所述进料单元(230)包括: 储料罐(231), 其设置有出料口, 用以连接所述第一进料部(210)或者所述第二进料部 (22。
11、0); 搅拌装置(232), 其集成在所述储料罐(231)上。 8.根据权利要求4所述的同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统, 其特征在于, 所述 可控气压输出系统(40)包括: 气源设备(410), 其能够产生可调节流量的所述输出气源; 气源接入部(417), 其一端连接至所述气源设备(410), 其另一端能够连通至所述基质 交联材料控制旋转部(150)。 9.根据权利要求4所述的同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统, 其特征在于, 所述 计算机控制模块(30), 包括: 增材组件(310), 其用以提供所述打印空间以及为所述三维成型制造模块提供可移动 的三坐标参数; 预定义模块(320。
12、), 其用以设定一体成型的第一打印体(1)和第二打印体(2)的外形参 数以及在构造第一打印体(1)和第二打印体(2)时的气源参数; 所述固化程序基于三坐标参数、 外形参数和气源参数向一执行模块(330)输出打印信 息。 10.同轴螺旋结构增强复合材料的加工方法, 其特征在于, 包括: S101, 材料制备, 在编程材料进给模块(20)配置基质材料(100)和交联材料(200); 交联材料配置, 1.59wt.的氯化钙粉末溶解在9198.5wt.去离子水配制成氯化 权利要求书 2/3 页 3 CN 111958752 A 3 钙溶液; 基质材料配置, 4556wt.陶瓷粉末、 4.39wt.增强。
13、纤维及3955wt.海藻酸钠 溶液; 其中, 所述陶瓷粉末由Al2O3、 Si3N4、 SiC中的一种或多种陶瓷粉末组成; 其中, 所述增强纤维(长径比8-30)由碳纤维、 玻璃纤维、 Al2O3纤维、 SiC晶须中的一种 或多种组成; 其中, 所述海藻酸钠溶液是将1.59wt.的海藻酸钠粉末及1.23.6wt.的气相二 氧化硅溶解在8696wt.去离子水中配制成海藻酸钠溶液, 然后混合均匀制备而成; 将陶瓷粉末与增强纤维分三次加入到海藻酸钠溶液中, 均匀搅拌后线, 同轴螺旋结构增材制造, 具体包括: 第一步, 三维模型的构建基于抗压及抗弯仿生复合材料预定义的几何。
14、模型和内部同轴 螺旋结构纤维分布模式, 建立一三维模型, 随后对三维模型进行离散化处理; 第二步, 同轴螺旋结构运动编程基于仿生复合材料模型中特征结构的结构参数, 确定 3D打印系统中的三维成型制造模块(10)的三维运动代码及同步挤出部(110)的运动轨迹、 同步反向双旋转输料筒的转向及转动速度、 编程材料进给模块(20)的材料输送速度及可控 气压输出系统(40)的气源压力给定时间及大小; 第三步, 将交联材料及基质材料分别加入到编程材料进给模块(20)的储料罐(231)中, 均匀转动搅拌装置(232)防止材料下降沉淀, 然后通过第一进料部(210)、 第二进料部(220) 将交联材料及基质材。
15、料均匀输送至交联材料旋转挤出筒(111)及基质材料旋转挤出筒 (112)内; 第四步, 同轴螺旋结构成形, 利用按照步骤2中获得同步反向双旋转输料筒的转向及转 动速度, 驱动基质材料控制旋转部(140)和交联材料控制旋转部(150), 促使交联材料旋转 挤出筒(111)及基质材料旋转挤出筒(112)以一预设速度相对地反向旋转; 所述预设速度为0.1-3rad/s; 而基质材料内增强相受交联材料旋转挤出筒(111)外壁 及基质材料控制旋转部(140)内壁反向剪切作用, 并在可控气压输出系统(40)的气源推送, 引导基质材料旋转挤出筒(112)内的增强相材料由外向内呈现螺旋排列; 第五步, 交联固。
16、化成型, 根据获取的可控气压输出系统(40)的气源压力给定时间及大 小定量控制基质材料与交联材料的挤出, 其中基质材料挤出速度定义为V, 单位mm/s; 其中, V3mm/s, 交联材料的的挤出速度范围为2.5-5mm/s; 同步挤出部(110)中交联材料与基质材料直接接触, 交联材料沿基材料径向扩散, 与基 质材料发生轻度交联固化反应, 最后从同步挤出部(110)挤出, 构造出一体成型的第一打印 体(1)和第二打印体(2), 并沉积在一成型平台上; S103, 后处理步骤, 将打印成型的同轴螺旋结构增强仿生复合材料三维样件置于氯化 钙溶液内0.5h-3h; 通过置于一线、/min加热速度加热到490-600, 保温2-4h, 进一步 以2-10/min的加热速度加热到1650-1870, 保温1.5-6h; 最后, 冷却至室温, 取出。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111958752 A 4 同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统及加工方法 技术领域 0001 本发明涉及增材制造技术领域, 特别涉及一种同轴螺旋结构增强复合材料的3D打 印系统及加工方法。 背景技术 0002 现行趋势下, 风力发电系统、 建筑单元系统等基础建设设施, 需要配备的支撑结构 在其自身领域的关键要求包括: 第一、 系统构件的设施重点部位在结构和材料选择上需要 具备抗压性和稳定性。
18、; 第二、 系统构件需要具有在预定范围内的抗弯折特性; 而既有支撑结 构中往往难以有效应对上述要求, 可总结为: 无法有效应对复杂载荷环境。 0003 反观自然界中, 生物材料及组织构造有效解决了这一矛盾问题, 能够实现抗压、 抗 弯、 抗扭曲、 抗剪切的复杂特性的完美结合。 在此, 以灵长类动物骨骼作为生物材料及组织 构造为例, 其特点为具有高的强度、 能够有效地承受自身重量和外部施力, 结合附属组织后 还具备较好的韧性; 另外, 既有树木、 竹类植物同属于典型高强高韧生物复合材料, 两者均 是集成高比强度、 比刚度与韧性等优异性能于一体的天然复合材料, 可作为抗压及抗弯协 同增效材料设计的。
19、仿生模本。 经过既有技术研究表明, 上述典型的生物结构材料具有一些 共性: 它们都是天然多级复合材料, 高度有序的增强相纤维以一种同轴螺旋结构有效包裹 在矿化或有机物基质中, 在此可概括为同轴螺旋结构增强复合材料。 0004 现有技术中, 即使自然界的同轴螺旋结构材料为新型材料的设计提供新思路, 但 受到设计手段与制造工艺的限制, 导致面向抗压与抗弯特性协同优化的材料结构创新与制 造技术长期处于探索阶段, 不能进行实际的工程应用。 发明内容 0005 针对现有技术中缺乏将生物启发抗压抗弯仿生复合材料工程化的技术手段, 本发 明提供了一种同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统及加工方法。 首先是。
20、一种同轴螺旋 结构增强复合材料的3D打印系统, 再次, 提供一种同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印的 加工方法。 0006 为了解决上述技术问题, 本发明的技术方案具体如下: 0007 同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印系统, 其特征在于, 包括: 0008 三维成型制造模块, 其用以按照两个不同的预设旋转方向输出基质材料和交联材 料, 以使所述基质材料和所述交联材料构造出具有同轴的、 且一体成型的第一打印体和第 二打印体; 0009 编程材料进给模块, 其用以向所述三维成型制造模块分别输送所述基质材料和所 述交联材料; 0010 计算机控制模块, 其基于一固化程序用以构建可打印的模型, 并将。
21、所述可打印的 模型的结构特征以三维运动代码的方式传送至所述三维成型制造模块, 以使所述三维成型 制造模块能够获得输出所述第一打印体和所述第二打印体的打印轨迹; 说明书 1/10 页 5 CN 111958752 A 5 0011 可控气压输出系统, 其用以提供输出气源以控制在构造所述第一打印体和第二打 印体时消耗所述基质材料或者所述交联材料的输出量。 0012 进一步地, 所述三维成型制造模块包括: 0013 料筒部件, 其设置在一打印空间内, 并相对于该打印空间能够转动; 0014 同步挤出部, 设置在所述料筒部件的第二端; 0015 所述同步挤出部包括: 0016 第一挤出部; 0017 。
22、第二挤出部, 设置在所述第二挤出部的内部, 且所述第一挤出部的高度小于所述 第二挤出部的高度, 以使所述第一挤出部的第二端与所述第二挤出部的第二端连通时, 构 造出连通区; 0018 所述第一挤出部与所述第二挤出部向所述连通区的方向逐渐缩进, 且变化趋势相 同。 0019 进一步地, 所述料筒部件包括: 0020 可旋转的交联材料旋转挤出筒和可旋转的基质材料旋转挤出筒; 0021 所述交联材料旋转挤出筒位于所述可旋转的基质材料旋转挤出筒的内部; 0022 所述交联材料旋转挤出筒与所述第一挤出部连接; 0023 所述基质材料旋转挤出筒与所述第二挤出部连接。 0024 进一步地, 所述交联材料旋转。
23、挤出筒与所述可旋转的基质材料旋转挤出筒、 所述 第一挤出部、 第二挤出部具有相同的轴线 进一步地, 还包括有: 0026 基质材料控制旋转部, 其第一端连接在一预设的安装位上, 并相对于所述预设的 安装位, 所述基质材料控制旋转部可绕自身轴线顺时针或者逆时针旋转; 0027 所述基质材料控制旋转部与所述基质材料旋转挤出筒的第一端固定连接、 且所述 基质材料控制旋转部与所述基质材料旋转挤出筒连通; 0028 交联材料控制旋转部, 其第一端连接在所述预设的安装位上, 并相对于所述预设 的安装位, 所述交联材料控制旋转部可绕所述基质材料控制旋转部的轴线针旋转或者顺时 针逆时; 0029 。
24、所述交联材料控制旋转部与所述交联材料旋转挤出筒的第一端固定连接、 且所述 交联材料控制旋转部与所述交联材料旋转挤出筒连通。 0030 进一步地, 所述基质材料控制旋转部由一在所述预设的安装位上的驱动组件驱动 其绕自身轴线 所述交联材料控制旋转部设置在所述基质材料控制旋转部内, 且所述交联材料控 制旋转部与所述基质材料控制旋转部能够传动连接; 0032 当所述驱动组件驱动控制所述基质材料控制旋转部时, 所述交联材料控制旋转部 与所述基质材料控制旋转部在转动时能够形成相反的转动方向, 且所述交联材料控制旋转 部与所述基质材料控制旋转部在两者的第二端部分具有能够保持一预设滑动间隙。 。
25、0033 进一步地, 所述编程材料进给模块包括: 0034 两组进料单元, 分别用以贮存、 搅拌基质材料和交联材料; 0035 第一进料部, 用以将贮存有基质材料的一组进料单元输送至所述预设的安装位 说明书 2/10 页 6 CN 111958752 A 6 上, 以使基质材料可到达所述基质材料控制旋转部; 0036 第二进料部, 用以将贮存有交联材料的另一组进料单元输送至所述预设的安装位 上, 以使交联材料可到达所述交联材料控制旋转部; 0037 所述进料单元包括: 0038 储料罐, 其设置有出料口, 用以连接所述第一进料部或者所述第二进料部; 0039 搅拌装置, 其集成在所述储料罐上。。
26、 0040 进一步地, 所述可控气压输出系统包括: 0041 气源设备, 其能够产生可调节流量的所述输出气源; 0042 气源接入部, 其一端连接至所述气源设备, 其另一端能够连 0043 通至所述基质/交联材料控制旋转部。 0044 进一步地, 所述计算机控制模块, 包括: 0045 增材组件, 其用以提供所述打印空间以及为所述三维成型制造模块提供可移动的 三坐标参数; 0046 预定义模块, 其用以设定一体成型的第一打印体和第二打印体的外形参数以及在 构造第一打印体和第二打印体时的气源参数; 0047 所述固化程序基于三坐标参数、 外形参数和气源参数向一执行模块输出打印信 息。 0048 。
27、另外地说明, 同轴螺旋结构增强复合材料的加工方法, 包括: 0049 S101, 材料制备, 在编程材料进给模块配置基质材料和交联材料; 0050 交联材料配置, 1.59wt.的氯化钙粉末溶解在9198.5wt.去离子水配制成 氯化钙溶液; 0051 基质材料配置, 4556wt.陶瓷粉末、 4.39wt.增强纤维及3955wt.海藻 酸钠溶液; 0052 其中, 所述陶瓷粉末由Al2O3、 Si3N4、 SiC中的一种或多种陶瓷粉末组成; 0053 其中, 所述增强纤维由碳纤维、 玻璃纤维、 Al2O3纤维、 SiC晶须中的一种或多种组 成; 0054 其中, 所述海藻酸钠溶液是将1.59。
28、wt.的海藻酸钠粉末及1.23.6wt.的气 相二氧化硅溶解在8696wt.去离子水中配制成海藻酸钠溶液, 然后混合均匀制备而成; 0055 将陶瓷粉末与增强纤维分三次加入到海藻酸钠溶液中, 均匀搅拌后线, 同轴螺旋结构增材制造, 具体包括: 0057 第一步, 三维模型的构建基于抗压及抗弯仿生复合材料预定义的几何模型和内部 同轴螺旋结构纤维分布模式, 建立一三维模型, 随后对三维模型进行离散化处理; 0058 第二步, 同轴螺旋结构运动编程基于仿生复合材料模型中特征结构的结构参数, 确定3D打印系统中的三维成型制造模块的三维运动代码及同步挤出部的运动轨。
29、迹、 同步反 向双旋转输料筒的转向及转动速度、 编程材料进给模块的材料输送速度及可控气压输出系 统的气源压力给定时间及大小。 0059 第三步, 将交联材料及基质材料分别加入到编程材料进给模块的储料罐中, 均匀 转动搅拌装置防止材料下降沉淀, 然后通过第一进料部、 第二进料部将交联材料及基质材 说明书 3/10 页 7 CN 111958752 A 7 料均匀输送至交联材料旋转挤出筒及基质材料旋转挤出筒内。 0060 第四步, 同轴螺旋结构成形, 利用按照步骤2中获得同步反向双旋转输料筒的转向 及转动速度, 驱动基质材料控制旋转部和交联材料控制旋转部, 促使交联材料旋转挤出筒 及基质材料旋转挤。
30、出筒以一预设速度相对地反向旋转; 0061 所述预设速度为0.1-3rad/s; 而基质材料内增强相受交联材料旋转挤出筒外壁及 基质材料控制旋转部内壁反向剪切作用, 并在可控气压输出系统的气源推送, 引导基质材 料旋转挤出筒内的增强相材料由外向内呈现螺旋排列。 0062 第五步, 交联固化成型, 根据获取的可控气压输出系统的气源压力给定时间及大 小定量控制基质材料与交联材料的挤出, 其中基质材料挤出速度定义为V, 单位mm/s; 0063 其中, V3mm/s, 交联材料的的挤出速度范围为2.5-5mm/s; 0064 同步挤出部中交联材料与基质材料直接接触, 交联材料沿基材料径向扩散, 与基。
31、 质材料发生轻度交联固化反应, 最后从同步挤出部挤出, 构造出一体成型的第一打印体和 第二打印体, 并沉积在一成型平台上。 0065 S103, 后处理步骤, 将打印成型的同轴螺旋结构增强仿生复合材料三维样件置于 氯化钙溶液内0.5h-3h; 0066 通过置于一线/min加热速度加热到490-600, 保温2-4h, 进 一步以2-10/min的加热速度加热到1650-1870, 保温1.5-6h; 最后, 冷却至室温, 取出。 0067 本发明具有以下的有益效果: 0068 第一方面, 可实现复合材料内增强相不连续纤维的同轴螺旋排列, 进而协同增强 材料的抗压和抗弯特。
32、性。 0069 第二方面, 实现了打印过程中打印丝材中空结构的成型, 而且有助于诱导复合丝 材内部增强相纤维沿轴向呈现同轴螺旋对齐排列方式。 所得打印样件在实现轻质、 高强等 优越性能同时, 也大幅度协同提高了样件特定方向的抗压和抗弯特性。 因此, 本发明在机 械、 风力发电、 建筑、 组织工程等领域具有巨大的应用潜力。 附图说明 0070 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。 0071 图1为本发明的系统配置示意图; 0072 图2为本发明同轴挤出部的结构示意图; 0073 图3为本发明第一打印体和第二打印体形成截面构造示意图; 0074 图4为本发明同轴螺旋结构增强复合材料。
33、单道结构示意图; 0075 图5为本发明基质材料控制旋转部和交联材料控制旋转部的结构示意图; 0076 图6为基质材料控制旋转部的连接件结构示意图。 0077 图中的附图标记表示为: 0078 三维成型制造模块10、 编程材料进给模块20、 计算机控制模块30、 可控气压输出系 统40、 料筒部件101、 同步挤出部110; 0079 第一挤出部11、 第二挤出部12、 连通区122; 0080 第一打印体1、 第二打印体2; 0081 基质材料100、 交联材料200; 说明书 4/10 页 8 CN 111958752 A 8 0082 交联材料旋转挤出筒111、 基质材料旋转挤出筒112。
35、1、 驱动主齿轮52。 具体实施方式 0092 下面将结合本发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例, 都属于本发明保护的范围; 需要说明的是, 本申请中为了便于描述, 以当前视图中 “左侧” 为 “第一端” ,“右侧” 为 “第二端” ,“上侧” 为 “第一端” ,“下侧” 为 “第二端” , 如此描述 的目的在于清楚的表达该技术方案, 不应当理解为对本申请技术方案的不当限定。 0093 本发。
36、明要解决现有技术中的没有提出针对同轴螺旋结构构造防骨单元在实际的 工程应用时缺乏有效地技术手段的技术问题, 具体的技术方案请参阅图1所示, 该同轴螺旋 结构增强复合材料的3D打印系统, 包括: 三维成型制造模块10, 其用以按照两个不同的预设 旋转方向输出基质材料100和交联材料200, 以使基质材料100和交联材料200构造出具有同 轴的、 且一体成型的第一打印体1和第二打印体2; 仿骨单元, 即本申请所声称的同轴螺旋结 构, 需要由上述两种材料共同构造, 相当于第一打印体1和第二打印体2对应两种材料融合 后组成的结构, 通过构造出螺旋线的方式, 去构造同轴螺旋, 达到构造出仿骨结构的目的,。
37、 而实现的方式在于两个不同的预设转向不断地通过3D打印打印堆积成型。 编程材料进给模 块20, 其用以向三维成型制造模块10分别输送基质材料100和交联材料200; 计算机控制模 块30, 其基于一固化程序用以构建可打印的模型, 并将可打印的模型的结构特征以三维运 动代码的方式传送至三维成型制造模块10, 以使三维成型制造模块10能够获得输出第一打 印体1和第二打印体2的打印轨迹; 可控气压输出系统40, 其用以提供输出气源以控制在构 造第一打印体1和第二打印体2时消耗基质材料100或者交联材料200的输出量; 通过上述技 术手段, 可有效地构造出仿骨单元结构, 并结合气源控制输出压力以辅助构。
38、造仿骨单元, 最 终使得仿骨单元具有同轴螺旋结构, 第一打印体1和第二打印体2构造出的仿骨单元能够依 据模型参数的设定而造型出入附图4中所述的构造。 0094 在一个具体的实施方式中, 为了实现本申请的技术方案, 请参阅图1、 2所示, 三维 成型制造模块10包括: 料筒部件101, 其设置在一打印空间内, 并相对于该打印空间能够转 动; 同步挤出部110, 设置在料筒部件101的第二端; 同步挤出部110包括: 第一挤出部11; 第 二挤出部12, 设置在第二挤出部11的内部, 且第一挤出部11的高度小于第二挤出部12的高 说明书 5/10 页 9 CN 111958752 A 9 度, 以。
39、使第一挤出部11的第二端与第二挤出部12的第二端连通时, 构造出连通区122; 第一 挤出部11与第二挤出部12向连通区122的方向逐渐缩进, 且变化趋势相同; 在这里说明打印 空间实质利用现有增材设备的工作空间, 因此, 不在赘述。 0095 请参阅图1-3所示, 料筒部件101包括: 可旋转的交联材料旋转挤出筒111和可旋转 的基质材料旋转挤出筒112; 交联材料旋转挤出筒111位于可旋转的基质材料旋转挤出筒 112的内部; 交联材料旋转挤出筒111与第一挤出部11连接; 基质材料旋转挤出筒112与第二 挤出部12连接。 0096 请参阅图1-3所示, 交联材料旋转挤出筒111与可旋转的基。
40、质材料旋转挤出筒112、 第一挤出部11、 第二挤出部12具有相同的轴线所示, 还包括有: 基质材料控制旋转部140, 其第一端连接在一预设的安 装位上, 并相对于预设的安装位, 基质材料控制旋转部140可绕自身轴线顺时针或者逆时针 旋转; 基质材料控制旋转部140与基质材料旋转挤出筒112的第一端固定连接、 且基质材料 控制旋转部140与基质材料旋转挤出筒112连通; 交联材料控制旋转部150, 其第一端连接在 预设的安装位上, 并相对于预设的安装位, 交联材料控制旋转部150可绕基质材料控制旋转 部140的轴线针旋转或者顺时针逆时; 交联材料控制旋转部150与交联材。
41、料旋转挤出筒111 的第一端固定连接、 且交联材料控制旋转部150与交联材料旋转挤出筒111连通; 预设的安 装位, 具体指现有增材设备的三坐标, 即X轴、 Y轴、 Z轴的基本应用功能。 0098 另外, 基质材料控制旋转部140由一在预设的安装位上的驱动组件50驱动其绕自 身轴线转动; 交联材料控制旋转部150设置在基质材料控制旋转部140内, 且交联材料控制 旋转部150与基质材料控制旋转部140能够部传动连接; 当驱动组件50驱动控制基质材料控 制旋转部140时, 交联材料控制旋转部150与基质材料控制旋转部140在转动时能够形成相 反的转动方向、 且交联材料控制旋转部150与基质材料控。
42、制旋转部140在两者的第二端部分 具有能够保持一预设滑动间隙。 0099 请参阅附图1、 2、 5所示, 以提出具体的基质材料控制旋转部140、 交联材料控制旋 转部150、 驱动组件50的一个更为具体的实施方式, 需要说明的是, 在此处给出的实施方式 是一个更为具象的实施例、 是可实施本申请技术方案的一个应用, 显而易见地, 通过本申请 的技术核心思路, 即使构造出相似的结构部件, 其功能如与本申请的构思相同, 也应当属于 本申请的保护范围; 0100 具体, 参阅附图5、 6, 提出如下技术方案; 0101 基质材料控制旋转部140, 包括: 0102 环状结构501, 该环状结构由连接件。
43、5011连接, 以使环状结构构成腔体502; 0103 基质台体503, 其为环状结构501的一部分, 构造在基质材料控制旋转部140的第一 端; 0104 其中, 基质台体503的内径小于环状结构501平均直径; 0105 交联材料控制旋转部150, 包括: 0106 筒状结构601, 该筒状结构601的第一端, 构造出交联台体603; 0107 其中, 交联台体603的内径小于筒状结构601平均直径; 0108 如此, 环状结构501内壁和基质台体503外壁可形成一缝隙, 作为滑动间隙; 0109 另外, 基质台体503、 交联台体603构造出两个连接空间602; 说明书 6/10 页 1。
44、0 CN 111958752 A 10 0110 安装台510, 水平设置, 可连接在一三坐标机构上, 该三坐标机构与安装台组成预 设的安装位; 0111 基质台体503、 交联台体603的第一端可设置大小不同两个轴承520(可以是带有滚 珠的部件), 相当于分别以基质台体503为 “主轴” 、 以交联台体603为 “主轴” , 再以安装台510 为固定基准, 如此, 基质台体503、 交联台体603通过分别设置的大小不同的两个轴承520安 装在安装台510上, 如此, 基质台体503、 交联台体603相对于安装台510可分别转动, 也能够 设置成同轴线 在具体地, 为了实现。
45、驱动转动的不同方向, 还包括: 0113 第一齿形部610, 在基质台体503的外周构造; 0114 第二齿形部620, 布置在连接空间602内, 形成在基质台体503的内周上; 0115 中间传动齿轮件640, 包括两个, 分别布置在连接空间602内, 设置在安装台510上, 能够转动, 中间传动齿轮件630与第二齿形部620内啮合连接; 0116 第三齿形部630, 在交联台体603的外周构造, 与中间传动齿轮件630啮合传动连 接; 0117 驱动组件50包括: 驱动电机51和驱动主齿轮52, 驱动电机51安装在安装台510上, 驱动电机的输出端连接驱动主齿轮52,驱动主齿轮52啮合第一。
46、齿形部610, 第一齿形部610 啮合第二齿形部620, 第二齿形部620内啮合中间传动齿轮件640, 中间传动齿轮件640啮合 第三齿形部630部; 0118 当驱动主齿轮52顺时针旋转时, 啮合连接第一齿形部610, 使得基质台体503逆时 针旋转, 使得基质台体503顺时针旋转; 0119 因第二齿形部620与中间传动齿轮件640形成的内啮合关系, 因此, 中间传动齿轮 件640顺时针旋转, 以使啮合的第三齿形部630逆时针旋转, 最终实现基质台体503、 交联台 体603的同步动作, 且转向不同。 0120 另外, 通过在安装台510旋合安装一连接盖体701, 并在盖体上设置多个连接口。
47、, 用 于布置进料。 0121 请参阅图1-4所示, 编程材料进给模块20包括: 两组进料单元230, 分别用以贮存、 搅拌基质材料100和交联材料200; 第一进料部210, 用以将贮存有基质材料100的一组进料 单元230输送至预设的安装位上, 以使基质材料100可到达基质材料控制旋转部140; 第二进 料部220, 用以将贮存有交联材料200的另一组进料单元230输送至预设的安装位上, 以使交 联材料200可到达交联材料控制旋转部150; 0122 进料单元230包括: 储料罐231, 其设置有出料口, 用以连接第一进料部210或者第 二进料部220; 搅拌装置232, 其集成在储料罐2。
48、31上。 0123 请参阅图1-4所示, 可控气压输出系统40包括: 气源设备410, 其能够产生可调节流 量的输出气源; 气源接入部417, 其一端连接至气源设备410, 其另一端能够连通至交联材料 控制旋转部150。 0124 请参阅图1-4所示, 计算机控制模块30, 包括: 增材组件310, 其用以提供打印空间 以及为三维成型制造模块提供可移动的三坐标参数; 预定义模块320, 其用以设定一体成型 的第一打印体1和第二打印体2的外形参数以及在构造第一打印体1和第二打印体2时的气 源参数; 固化程序基于三坐标参数、 外形参数和气源参数向一执行模块330输出打印信息。 说明书 7/10 页。
49、 11 CN 111958752 A 11 0125 用于同轴螺旋结构增强复合材料的3D打印加工方法, 包括: 0126 S101, 材料制备, 在编程材料进给模块20配置基质材料 0127 100和交联材料200; 0128 交联材料配置, 1.59wt.的氯化钙粉末溶解在9198.5wt.去离子水配制成 氯化钙溶液; 0129 基质材料配置, 4556wt.陶瓷粉末、 4.39wt.增强纤维及3955wt.海藻 酸钠溶液; 0130 其中, 所述陶瓷粉末由Al2O3、 Si3N4、 SiC中的一种或多种陶瓷粉末组成; 0131 其中, 所述增强纤维(长径比8-30)由碳纤维、 玻璃纤维、 。
50、Al2O3纤维、 SiC晶须中的 一种或多种组成; 0132 其中, 所述海藻酸钠溶液是将1.59wt.的海藻酸钠粉末及1.23.6wt.的气 相二氧化硅溶解在8696wt.去离子水中配制成海藻酸钠溶液, 然后混合均匀制备而成; 0133 将陶瓷粉末与增强纤维分三次加入到海藻酸钠溶液中, 均匀搅拌后线, 同轴螺旋结构增材制造, 具体包括: 0135 第一步, 三维模型的构建基于抗压及抗弯仿生复合材料预定义的几何模型和内部 同轴螺旋结构纤维分布模式, 建立一三维模型, 随后对三维模型进行离散化处理; 0136 第二步, 同轴螺旋结构运动编程基于仿生复合材料。