本發(fā)明涉及特種工程塑料的快速成型擠出裝置設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種短碳纖維增強(qiáng)高溫高黏熱塑性塑料快速成型螺桿擠出裝置。

背景技術(shù)：

熔融沉積成型(FDM)，根據(jù)塑化方式的不同，可將熔融沉積噴頭形式分為柱塞式和螺桿式。柱塞式熔融沉積成型是目前市場應(yīng)用最廣的一種3D打印技術(shù)，通過可更換噴嘴擠壓逐層沉積材料最終實現(xiàn)3D結(jié)構(gòu)的成型。然而，該成型方法所適用的材料品種有限，且大多為低熔點的熱塑性塑料，使得最終成型的產(chǎn)品力學(xué)性能和耐熱性受限，無法應(yīng)用于主承力結(jié)構(gòu)件和復(fù)雜的空間環(huán)境。因此，有必要研究空間適用性材料和新的成型工藝以適應(yīng)FDM技術(shù)的主承力部件生產(chǎn)，開發(fā)適用于空間環(huán)境碳纖維復(fù)合材料的3D打印成型技術(shù)。

碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，由碳纖維和環(huán)氧樹脂結(jié)合而成的復(fù)合材料，由于其比重小、剛性好和強(qiáng)度高而成為一種先進(jìn)的航空航天材料。盡管碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有諸多優(yōu)異的特性，但不同的碳纖維增強(qiáng)樹脂應(yīng)用領(lǐng)域具有一定的局限性，以聚乳酸(PLA)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)等樹脂作為碳纖維復(fù)合材料的增強(qiáng)樹脂，雖然在力學(xué)性能表現(xiàn)上有所提高，但對于高低溫、輻射環(huán)境以及高溫下持續(xù)使用性能受到限制，尤其對于空間環(huán)境，需要良好的耐高低溫性、熱穩(wěn)定性、抗蠕變性好的熱塑性樹脂基材料，如短碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮樹脂基復(fù)合材料，因具有優(yōu)異的耐疲勞、耐摩擦性能和優(yōu)異的力學(xué)特性，被廣泛應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域。

該類樹脂基往往具有很高的熔點和黏度，須采用相適應(yīng)的成型工藝。

在現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利(專利公布號為CN1586865A)公布了一種熱塑性塑料的螺桿擠壓噴頭裝置，采用了40Cr材料的三段式擠壓螺桿，靠推桿凹槽在料斗和連接料筒之間往復(fù)送料，加熱裝置采用鑄銅加熱器，但這種材料螺桿用于高熔點塑料加熱時，其脆性增加強(qiáng)度下降快，擠出高黏度塑料需要更大的扭矩，一旦螺桿直徑設(shè)計過小，在高溫高黏情況下強(qiáng)度不足，很容易被折斷，同時鑄銅加熱器加熱速度慢，難以加熱到400℃的高溫，適合低熔點的PLA、ABS等塑料的加熱。

中國專利(專利公布號104309122A)公布了一種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的3D打印方法及裝置，該裝置采用激光加熱碳纖維復(fù)合材料，激光一分為二，給激光頭一和激光頭二提供線性激光源，線性激光的寬度可根據(jù)打印供料頭寬度調(diào)節(jié)，線性激光的功率根據(jù)打印材料熔融需要的溫度和速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，送料裝置的送料速度要跟激光加熱的強(qiáng)度和時間相協(xié)調(diào)，熔化碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料帶使絲材和已打印區(qū)粘接在一起，該方法使用了激光作為加熱源，采用已制備的碳纖維絲材送料，對于低熔點樹脂基材料，可采用市場廣泛使用的柱塞式噴頭，鋁塊加熱方式進(jìn)行打印，同時激光運動位置要完全與打印路徑相協(xié)調(diào)，一旦打印激光行走路徑與絲材打印路徑不一致，導(dǎo)致材料不能充分熔化，無法很好的實現(xiàn)粘結(jié)，對高熔點高模量的碳纖維復(fù)合特種工程塑料，由于加熱光源為點光源，絲材表面瞬間可以熔化，但內(nèi)芯無法充分熔融，絲材硬度很高，在打印彎曲路徑時，不能很好的沿著路徑打印，噴頭快速移動絲材不能斷裂，將帶動已粘結(jié)部分的撕裂。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明提供了一種短碳纖維增強(qiáng)高溫高黏熱塑性塑料快速成型螺桿擠出裝置，包括有支撐板、螺筒、螺桿、擠出模頭、動力機(jī)構(gòu)，所述螺筒的上端安裝在所述支撐板上，所述螺桿置于所述螺筒，所述動力機(jī)構(gòu)安裝在支撐板上且與所述螺桿傳動連接，所述動力機(jī)構(gòu)帶動所述螺桿轉(zhuǎn)動；所述螺筒的上端側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)料口，塑料顆粒自進(jìn)料口輸入所述螺筒內(nèi)；所述螺筒的下端連接所述擠出模頭；

還包括有溫度控制裝置，所述溫度控制裝置包括有設(shè)置在螺筒外側(cè)的第一加熱圈、設(shè)置在擠出模頭外側(cè)上的第二加熱圈、設(shè)置在螺筒側(cè)壁上的第一熱電偶、設(shè)置在擠出模頭上的第二電偶以及溫控箱，第一加熱圈、第二加熱圈、第一熱電偶、第二熱電偶均與所述溫控箱相連，所述溫控箱根據(jù)所述第一熱電偶和第二熱電偶反饋的實時溫度控制第一加熱圈和第二加熱圈加熱。

較佳地，所述螺桿為三段式等螺距螺桿，包括自上而下順序同軸連接的進(jìn)料段螺桿、壓縮段螺桿和計量段螺桿。

較佳地，所述第一加熱圈包括有進(jìn)料段加熱圈、壓縮段加熱圈和計量段加熱圈，進(jìn)料段加熱圈、壓縮段加熱圈、計量段加熱圈分別設(shè)置在與所述進(jìn)料段螺桿、壓縮段螺桿、計量段螺桿相對的螺筒的外側(cè)壁一圈上；

所述第一熱電偶包括有進(jìn)料段熱電偶、壓縮段熱電偶和計量段熱電偶，進(jìn)料段熱電偶、壓縮段熱電偶、計量段熱電偶分別設(shè)置在與所述進(jìn)料段螺桿、壓縮段螺桿、計量段螺桿相對的螺筒的外側(cè)壁上。

較佳地，所述螺桿的螺旋角為14.3°；進(jìn)料段螺桿長度為207-225mm，槽深3-3.5mm；計量段螺桿長度為115-125mm，槽深1-1.3mm；壓縮段螺桿長度為138-150mm,變槽深過渡，前端與進(jìn)料段螺桿等槽深，末端與計量段螺桿等槽深。

較佳地，所述螺筒的上端通過法蘭連接所述支撐板的下端面，所述螺桿的上端穿過所述法蘭、支撐板與動力機(jī)構(gòu)相連；所述法蘭與所述支撐板之間的螺桿上還套設(shè)有散熱裝置。

較佳地，所述散熱裝置包括有圓柱形散熱片和四周開孔的散熱板，所述圓柱形散熱板套設(shè)在所述螺桿上，所述散熱板圍設(shè)在所述圓柱形散熱片的一圈。

較佳地，所述散熱裝置還包括有圓柱形散熱片、四周開孔的散熱板、加快散熱速度的鼓風(fēng)機(jī)。

較佳地，所述螺桿的上端通過軸承穿設(shè)在所述支撐板上，且所述螺桿上端伸出所述支撐板；所述螺桿上端通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)與動力機(jī)構(gòu)連接；

所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)包括有第一齒輪、第二齒輪，所述第一齒輪與所述螺桿的上端驅(qū)動連接，所述第一齒輪與第二齒輪嚙合，所述第二齒輪與所述動力機(jī)構(gòu)驅(qū)動連接。

較佳地，所述動力機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和減速機(jī)，所述電機(jī)通過減速機(jī)與所述第二齒輪傳動連接；所述電機(jī)和所述減速機(jī)固定在所述支撐板上；所述支撐板上固定連接有一連接板，且所述連接板與所述支撐板之間設(shè)置有加強(qiáng)筋。

較佳地，所述電機(jī)采用86HS15060A4型號的步進(jìn)電機(jī)，所述減速機(jī)采用速比30的FB90-50-S2-P2型號行星齒輪減速機(jī)。

較佳地，所述進(jìn)料口上設(shè)置有進(jìn)料機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括有輸料管和料斗，所述輸料管的一端連接進(jìn)料口，另一端連接所述料斗；所述輸料管通過緊固塊與所述螺筒連接；

所述料斗與所述輸料管的連通處設(shè)置有一擋料塊，所述擋料塊用于改變所述料斗的進(jìn)料口開口的大小，調(diào)節(jié)進(jìn)料流量。

較佳地，所述擠出模頭采用DC53模具鋼制成，所述螺桿采用哈氏耐高溫合金C276制成，所述螺筒采用DC53模具鋼制成。

較佳地，所述擠出模頭包括順序同軸連接的模座、模體和可更換噴嘴，且所述模座、模體和可更換噴嘴的中心處軸向設(shè)置分別有供塑料塑料熔體流經(jīng)的模座流道、模體流道、可更換噴嘴流道；所述模座上端與所述螺筒下端相連，且所述模座流道與螺筒內(nèi)部連通。

較佳地，所述模座流道內(nèi)還設(shè)置有分流器，模座流道內(nèi)的塑料熔體經(jīng)由所述分流器分流后流進(jìn)所述模體流道內(nèi)；

其中，所述分流器的上端位于模座流道內(nèi)，下端位于模座流道與模體流道的分界處；所述分流器的上端呈一錐狀結(jié)構(gòu)，所述分流器的下端呈一半球狀結(jié)構(gòu)，所述球狀結(jié)構(gòu)周向上均布有多個通孔，所述通孔連通模座流道和模體流道。

較佳地，所述模體流道內(nèi)設(shè)置有過濾網(wǎng)，模體流道內(nèi)的塑料熔體流經(jīng)所述過濾網(wǎng)進(jìn)入到所述可更換噴嘴內(nèi)，塑料熔體最后從所述可更換噴嘴的嘴部擠出

較佳地，所述第二加熱圈設(shè)置在所述模座外側(cè)壁的一圈上；所述第二熱電偶設(shè)置在所述模座朝向所述可更換噴嘴的一端上設(shè)置的安裝孔內(nèi)。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：

(1)在發(fā)明中，通過動力裝置的設(shè)計，能提供更高的壓力和更高的輸出扭矩，保證高溫大扭矩下螺桿強(qiáng)度要求。

(2)在本發(fā)明中，通過溫控裝置的設(shè)置，分別對進(jìn)料段、壓縮段、計量段、模頭的溫度進(jìn)行實時監(jiān)測和控制，維持各段溫度穩(wěn)定在目標(biāo)溫度,時刻滿足高熔點熱塑性塑料的熔融要求；

(3)本發(fā)明中，散熱裝置的設(shè)置用于螺桿的散熱，避免高溫傳導(dǎo)到螺桿上端導(dǎo)致推力軸承失效；

(4)在本發(fā)明中，通過分流器和過濾網(wǎng)的設(shè)置，對由螺桿推動下來的未充分均化塑料熔體進(jìn)行分流再均化，防止塑料在之前塑化不均造成可更換噴嘴堵塞，保證了塑料熔體順利擠出以及出絲的質(zhì)量。

附圖說明

結(jié)合附圖，通過下文的述詳細(xì)說明，可更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點，其中：

圖1是本發(fā)明提供的一種短碳纖維增強(qiáng)高溫高黏熱塑性塑料快速成型螺桿擠出裝置原理示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的一種短碳纖維增強(qiáng)高溫高黏熱塑性塑料快速成型螺桿擠出裝置的外型示意圖；

圖3是本發(fā)明中螺筒螺桿機(jī)構(gòu)的安裝示意圖；

圖4是本發(fā)明中擠出模頭的原理示意圖；

圖5是本發(fā)明中擠出模頭與螺筒的連接示意圖。

具體實施方式

參見示出本發(fā)明實施例的附圖，下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出這些實施例是為了達(dá)成充分及完整公開，并且使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全了解本發(fā)明的范圍。這些附圖中，為清楚起見，可能放大了層及區(qū)域的尺寸及相對尺寸。

本發(fā)明提供了一種短碳纖維增強(qiáng)高溫高黏熱塑性塑料快速成型螺桿擠出裝置，用于航天結(jié)構(gòu)件、大型航天器薄膜加強(qiáng)肋等結(jié)構(gòu)的的快速成型，該裝置主要包括有電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、齒輪傳動機(jī)構(gòu)、螺筒螺桿推料機(jī)構(gòu)、微型噴頭擠壓機(jī)構(gòu)、電磁感應(yīng)加熱控制機(jī)構(gòu)等。該螺桿擠出裝置能夠提供更高的壓力和更高的輸出扭矩，保證高溫大扭矩下螺桿強(qiáng)度要求，電磁加熱系統(tǒng)能夠更高效準(zhǔn)確的控制溫度并保持穩(wěn)定；本發(fā)明意在打印高溫高黏度短纖維增強(qiáng)塑料的航天結(jié)構(gòu)件，為空間適用性材料的3D打印提供了基礎(chǔ)。

其中，被加工的塑料顆粒直徑為1-3mm,為短碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺(SCF/TPI)、短碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮(SCF/PEEK)、無纖維增強(qiáng)特種工程塑料等高溫高黏熱塑性塑料顆粒。

具體的，快速成型螺桿擠出裝置包括有支撐板20、螺筒5、螺桿10、擠出模頭、動力機(jī)構(gòu)；螺筒5的上端安裝在支撐板20上，螺桿10至于螺筒5內(nèi)，動力機(jī)構(gòu)安裝在支撐板20上且與螺桿10傳動連接，動力機(jī)構(gòu)帶動螺桿10轉(zhuǎn)動；螺筒5的上端側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)料口，塑料顆粒自進(jìn)料口輸入螺筒5內(nèi)；螺筒5的下端連接擠出模頭。螺桿擠出裝置還包括有溫度控制裝置，溫度控制裝置包括有設(shè)置在螺筒外側(cè)一圈上的第一加熱圈、設(shè)置在擠出模頭一圈上的第二加熱圈2、設(shè)置在螺筒5側(cè)壁上的第一熱電偶36、設(shè)置在擠出模頭上的第二電偶43以及溫控箱，第一加熱圈、第二加熱圈2、第一熱電偶36、第二熱電偶43均與溫控箱相連，溫控箱根據(jù)第一熱電偶和第二熱電偶反饋的實時溫度控制第一加熱圈和第二加熱圈加熱。

在本實施例中，螺桿10豎直插入螺筒5內(nèi)，且螺桿10上端通過第一軸肩凸臺底面與螺筒5接觸，用于固定螺桿10與螺筒5的相對軸向位置。螺筒5的上端通過法蘭12并配備螺釘11安裝到支撐板20上，且螺筒5內(nèi)的螺桿10的上端穿過支撐板20；法蘭12與支撐板20之間的螺桿10上還套設(shè)有散熱裝置，散熱裝置包括有圓柱形散熱片16和四周開孔的散熱板13，圓柱形散熱板16套設(shè)在螺桿10上，散熱板13圍設(shè)在圓柱形散熱片16的一圈；散熱裝置還包括有鼓風(fēng)機(jī)25，鼓風(fēng)機(jī)25設(shè)置在支撐板20上，鼓風(fēng)機(jī)25用于加快圓柱形散熱片16和散熱板13的散熱。本發(fā)明中散熱裝置的設(shè)置主要是用于螺桿10的散熱，避免高溫傳導(dǎo)到螺桿上端導(dǎo)致推力軸承15失效。

在本實施例中，螺桿10的上端穿過支撐板20，螺桿10與支撐板20之間設(shè)置有推力軸承15，從而使得螺桿10可相對于支撐板20轉(zhuǎn)動；其中，推力軸承15具體可采用NSK81105推力滾子軸承。

在本實施例中，螺桿10通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)與動力機(jī)構(gòu)實現(xiàn)傳動連接，齒輪傳動機(jī)構(gòu)包括有第一齒輪、第二齒輪，動力機(jī)構(gòu)包括有電機(jī)24和減速機(jī)23。具體的，螺桿10的上端穿過支撐板20通過鍵與第一齒輪傳動連接，并通過齒輪蓋17以及螺釘28實現(xiàn)第一齒輪與螺桿10之間的同軸固定連接，并使得第一齒輪與支撐板20上端面之間留有一定的間距；電機(jī)24和減速機(jī)23安裝在支撐板20的下端面上，減速機(jī)23的輸出軸穿過支撐板20通過鍵與第二齒輪傳動連接，并通過齒輪蓋17以及螺釘28實現(xiàn)第二齒輪與輸出軸之間的同軸固定連接，并使得第二齒輪與支撐板20上端面之間留有一定的間距；第一齒輪與第二齒輪相嚙合，工作作過程中，電機(jī)24通過減速機(jī)23驅(qū)動第二齒輪轉(zhuǎn)動，第二齒輪轉(zhuǎn)動帶動第一齒輪轉(zhuǎn)動，第一齒輪轉(zhuǎn)動帶動螺桿10轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)將減速機(jī)輸出的扭矩通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)傳遞給螺桿10。

其中，電機(jī)24采用86HS15060A4型號的步進(jìn)電機(jī)，減速機(jī)采用速比30的FB90-50-S2-P2型號行星齒輪減速機(jī)，降低速度的同時輸出更大的扭矩，從而滿足高黏度塑料的大扭矩需要；同時，一方面可以將電機(jī)的輸出速度維持在最佳轉(zhuǎn)速下，另一方面也將螺桿的轉(zhuǎn)速控制在一個合理的范圍。

其中，第一齒輪與第二齒輪相同，都采用3模48齒齒輪。

其中，第一齒輪和第二齒輪均位于支撐板20的上端面上，且第一齒輪與第二齒輪在同一高度；第一齒輪和第二齒輪上還罩設(shè)有一罩子19，罩子19與支撐板20連接，罩子19用于保護(hù)第一齒輪和第二齒輪，防止齒輪在轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)意外。

其中，電機(jī)24和減速機(jī)23上端固定到支撐板20上，支撐板20下端垂直連接有一連接板22，連接板22與支撐板20之間還設(shè)置有加強(qiáng)筋21，用于加固連接。

在本實施例中，進(jìn)料口上連接有進(jìn)料機(jī)構(gòu)，進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括有輸料管和料斗9，輸料管一端連接進(jìn)料口，另一端連接料斗9；輸料管通過緊固塊14與支撐板20連接；料斗9與輸料管的連通處設(shè)置有一擋料塊26，擋料塊26用于改變料斗9的進(jìn)料口開口的大小，調(diào)節(jié)進(jìn)料流量。

在本實施例中，螺桿為三段式等螺距螺桿，包括自上而下順序同軸連接的進(jìn)料段螺桿、壓縮段螺桿和計量段螺桿。其中，螺桿的螺旋角為14.3°，進(jìn)料段螺桿長度為207-225mm，槽深3-3.5mm；計量段螺桿長度為115-125mm，槽深1-1.3mm；壓縮段螺桿長度為138-150mm,變槽深過渡，前端與進(jìn)料段螺桿等槽深，末端與計量段螺桿等槽深。當(dāng)然，螺桿的具體尺寸也可根據(jù)具體情況來進(jìn)行調(diào)整，此處不做限制。

在本實施例中，第一加熱圈包括有進(jìn)料段加熱圈7、壓縮段加熱圈6和計量段加熱圈4，進(jìn)料段加熱圈7、壓縮段加熱圈6、計量段加熱圈4分別套設(shè)在與進(jìn)料段螺桿、壓縮段螺桿、計量段螺桿相對的螺筒的外側(cè)壁一圈上；進(jìn)料段加熱圈7、壓縮段加熱圈6、計量段加熱圈4用于分別對進(jìn)料段、壓縮段、計量段內(nèi)的塑料進(jìn)行加熱。

第一熱電偶包括有進(jìn)料段熱電偶、壓縮段熱電偶和計量段熱電偶，進(jìn)料段熱電偶、壓縮段熱電偶、計量段熱電偶分別設(shè)置在與進(jìn)料段螺桿、壓縮段螺桿、計量段螺桿相對的螺筒的外側(cè)壁上的螺孔29內(nèi)。進(jìn)料段熱電偶、壓縮段熱電偶、計量段熱電偶用于分別檢測進(jìn)料段、壓縮段、計量段內(nèi)的塑料的實時溫度。

在本實施例中，溫控箱根據(jù)安裝在螺筒5側(cè)壁內(nèi)的第一電熱偶36、安裝在擠壓模頭內(nèi)的第二熱電偶43探測并反饋的實時溫度，來控制進(jìn)料段加熱圈7、壓縮段加熱圈6、計量段加熱圈4，第二加熱圈2來對螺桿和擠壓模頭進(jìn)行加熱；其中，溫控箱采用PID控制；其中，進(jìn)料段加熱圈7、壓縮段加熱圈6、計量段加熱圈4、第二加熱圈2可采用電磁感應(yīng)方式進(jìn)行加熱，當(dāng)然也可采用其他加熱方式，此處不做限制。

在本實施例中，四段加熱圈采用非等溫加熱，進(jìn)料段加熱圈7加熱溫度為350-360℃，壓縮段加熱圈6的加熱溫度為355-375℃，計量段加熱圈4的加熱溫度為370-385℃，第二加熱圈2的加熱溫度為375-390℃，各段加熱圈之間距離控制在40-60mm，溫控箱實時顯示各段溫度并進(jìn)行控制，維持各段溫度穩(wěn)定在目標(biāo)溫度。

在本實施例中，擠壓模頭包括有模座3、模體38和可更換噴嘴1，模座3、模體38和可更換噴嘴1順序同軸連接。

具體的，模體38的上端插進(jìn)模座3的下端并通過螺紋進(jìn)行連接，可更換噴嘴1的上端插進(jìn)模體38的下端內(nèi)并通過螺紋進(jìn)行連接，可更換噴嘴1與模體38之間螺紋連接的方式可以便于快速更換不同型號的噴嘴。

進(jìn)一步的，模座3的中心處軸向設(shè)置有模座流道，模體38的中心處軸向設(shè)置有模體流道，可更換噴嘴1的中心處軸向設(shè)置有可更換噴嘴流道，模座流道、模座流道、可更換噴嘴流道同軸且相連通，塑料熔體自模座流道依次流過模體流道和可更換噴嘴流道，最后從可更換噴嘴1下端的嘴部擠出。

在本實施例中，模座流道內(nèi)同軸設(shè)置有分流器34，且分流器34的下端面位于模座流道與模體流道之間的分界處；分流器34的上端設(shè)置有錐狀結(jié)構(gòu)，下端設(shè)置有半球狀結(jié)構(gòu)，半球狀結(jié)構(gòu)周向均布有多個通孔，通孔豎向設(shè)置，且通孔連通模座流道和模體流道。模座流道內(nèi)的塑料熔體首先經(jīng)過錐狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步的分流，再經(jīng)過通孔進(jìn)行進(jìn)一步的分流。

在本實施例中，模體流道內(nèi)還設(shè)置有過濾網(wǎng)35，過濾網(wǎng)35可通過卡設(shè)或螺紋連接等方式水平設(shè)置在模體流道內(nèi)，此處不做限制；模體流道內(nèi)的塑料熔體流經(jīng)過濾網(wǎng)35過濾后，再進(jìn)入到可更換噴嘴1內(nèi)。

本發(fā)明通過分流器34和過濾網(wǎng)35的設(shè)置，先對含有碳纖維的高黏度熔融熱塑性塑料進(jìn)行分流，分流的塑料熔體通過過濾網(wǎng)35的小孔，防止塑料在之前塑化不均造成噴嘴堵塞，同時對塑料熔體進(jìn)行均化，保證高黏度塑料熔體的均化度和出絲質(zhì)量。

在本實施例中，第二加熱圈2套設(shè)在模座3的外側(cè)一圈上；模座3朝向可更換噴嘴1的一端上設(shè)置有一安裝孔41，第二熱電偶43安裝在安裝孔41內(nèi)。

在本實施例中，螺筒5與模座3連接，且其內(nèi)部連通；模座3周向上均布有若干埋頭孔42，螺筒5與模座3之間通過埋頭孔42并配備螺釘實現(xiàn)連接；螺筒5的直徑與模座3的直徑相同，模座3的端部直接作為連接模頭與螺筒5之間的連接法蘭，這種連接方式減小了法蘭尺寸，使得模頭整體更加的小型化。

在本實施例中，快速成型擠出模頭采用DC53模具鋼制成，調(diào)質(zhì)處理后真空淬火，得到高韌性DC53模頭；采用DC53模頭，能很好的解決熔融擠出成型所用普通材質(zhì)噴頭在高溫下力學(xué)性能下降嚴(yán)重、容易碎裂的缺點。

在本實施例中，螺桿10采用哈氏耐高溫合金C276，螺筒5采用DC53模具鋼，以保證其在高溫下的強(qiáng)度。

本發(fā)明提供的一種短碳纖維增強(qiáng)高溫高黏熱塑性塑料快速成型螺桿擠出裝置，其工作過程如下：

將擋料板26推到底，把短碳纖維增強(qiáng)塑料顆粒體8倒入料斗內(nèi)，此時顆粒體未進(jìn)入料斗底端，設(shè)置溫控箱37的溫度，四個加熱區(qū)分別設(shè)置不同的目標(biāo)溫度；當(dāng)熱電偶36測得各段實際溫度與目標(biāo)溫度一致時，啟動電機(jī)24轉(zhuǎn)動螺桿10，同時啟動鼓風(fēng)機(jī)25散熱，將擋料塊26開啟一定的距離，控制進(jìn)料的流量，使得流量與螺桿旋轉(zhuǎn)速度相一致，保證進(jìn)料達(dá)到螺槽內(nèi)；顆粒體8在進(jìn)入螺筒后逐漸熔融被螺桿推動向下運動，熔融塑料在推動過程中被擠壓塑化，運動到壓縮段時，由于螺槽深度逐漸變淺，塑料被擠壓致密，在計量段處，塑料以一定的致密度隨螺桿轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動；達(dá)到模頭時，被模座內(nèi)的分流器34分流，熔融塑料在巨大的壓力下經(jīng)過過濾網(wǎng)35，使塑料達(dá)到更好的均化度，通過過濾網(wǎng)35的塑料在噴嘴1內(nèi)聚集；螺桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動，推動后面的塑料前進(jìn)，巨大的壓力推動噴嘴內(nèi)的塑料擠出，在具有三維運動的平臺上成型加強(qiáng)肋。

本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明可以以許多其他具體形式實現(xiàn)而不脫離其本身的精神或范圍。盡管已描述了本發(fā)明的實施案例，應(yīng)理解本發(fā)明不應(yīng)限制為這些實施例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可如所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)作出變化和修改。