1.一种纤维增强结构件,其特征在于,包括热塑性壳体(01)、连续纤维增强层(02)、耐磨结构件(03)和注塑层(04);
所述连续纤维增强层(02)设置在所述热塑性壳体(01)的内部,所述耐磨结构件(03)设置在所述连续纤维增强层(02)内;
在所述热塑性壳体(01)与所述连续纤维增强层(02)之间的缝隙处,所述连续纤维增强层(02)与所述耐磨结构件(03)之间的缝隙处分别填充所述注塑层(04)。
2.一种纤维增强结构件制造方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)设定产品尺寸
根据结构件力学性能要求及应用场合,确定热塑性壳体(01)的形状与壁厚、连续纤维增强层(02)的位置、热塑性材料(06)、连续纤维材料(07)、耐磨结构件(03)放置的位置、定位件(05)的位置;
(2)产品建模
根据步骤(1)获得的结果,进行三维建模,以确定产品的具体形状,对模型进行分层切片并生成相应的控制代码;
(3)热塑性外壳与定位件成型
将步骤(2)获得的控制代码,导入控制系统内,启动打印组件(300),在输送组件(400)上打印热塑性材料(06),使热塑性壳体(01)与定位件(05)成型;
(4)连续纤维增强层成型
再次启动打印组件(300),在输送组件(400)的热塑性壳体(01)内部打印连续纤维增强材料,使连续纤维增强层(02)成型;
(5)重复步骤(3)与(4)
以相同的层高重复步骤(3)与步骤(4),交替打印、层层堆叠,直至连续纤维增强层(02)成型结束;
(6)耐磨结构件定位
启动夹取组件(500),将耐磨结构件(03)放置在定位件(05)处进行定位;
(7)结构件封装
重新启动打印组件,继续在已成形结构上打印热塑性材料(06),形成封闭的注塑腔体;
(8)注塑成型
利用输送组件(400)将嵌有耐磨结构件(03)的已打印结构件输送至注塑组件(600)的下方,启动注塑组件(600),对热塑性壳体(01)与连续纤维增强层(02)之间的间隙,连续纤维增强层(02)与耐磨结构件(03)之间的间隙分别注入注塑材料,填满步骤(7)中封闭的注塑腔体,待注塑材料固化后形成注塑层(04),去除定位件(05),获得纤维增强结构件。
3.根据权利要求1所述的纤维增强结构件,其特征在于,所述连续纤维增强层(02)采用连续碳纤维、连续玻璃纤维中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的纤维增强结构件,其特征在于,所述耐磨结构件(03)为金属结构件、陶瓷结构件、塑料结构件中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的纤维增强结构件,其特征在于,所述注塑层(04)的注塑材料采用热塑性材料,热塑性材料为聚醚醚酮,聚乳酸,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的纤维增强结构件,其特征在于,所述热塑性壳体(01)为聚醚醚酮,聚乳酸,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的纤维增强结构件,其特征在于,所述热塑性壳体(01)与注塑层(04)为同一种热塑性材料。
8.根据权利要求1所述的纤维增强结构件,其特征在于,所述注塑层(04)的注塑材料采用热塑性材料与增强材料的混合物;
热塑性材料为聚醚醚酮,聚乳酸,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中的任意一种;
增强材料为短切碳纤维、玻璃纤维、碳纳米管、木材粉末中的任意一种。
9.根据权利要求2所述的纤维增强结构件制造方法,其特征在于,所述步骤(3)~(7)结构件在同一工位下完成。
10.根据权利要求2所述的纤维增强结构件制造方法,其特征在于,所述步骤(3)~(5)采用三维打印的方法实现。