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CN111761844A - 一种3d打印用连续纤维复合材料及其制备方法及装置 - Google Patents

一种3d打印用连续纤维复合材料及其制备方法及装置 Download PDF

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CN111761844A
CN111761844A CN202010617151.7A CN202010617151A CN111761844A CN 111761844 A CN111761844 A CN 111761844A CN 202010617151 A CN202010617151 A CN 202010617151A CN 111761844 A CN111761844 A CN 111761844A
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fiber composite
continuous
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李振
王雁国
茅伟华
熊文治
王立根
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North Bridge New Material Technology Suzhou Co ltd
Original Assignee
North Bridge New Material Technology Suzhou Co ltd
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Abstract

本申请涉及一种3D打印用连续纤维复合材料及其制备方法及装置，制备装置包括用于制备3D打印用连续纤维复合材料前体的预浸组件及用于制备3D打印用连续纤维复合材料的共挤出组件，制备方法为：将若干连续纤维束进行预热、反应液预浸、合纱、反应液加热反应生成尼龙聚合物之后将连续纤维经冷却、牵引，得到前体；将前体在牵引时与尼龙熔体通过共挤模具共挤出，将挤出的复合材料经冷却、牵引，得到3D打印用连续纤维复合材料，保证了最终成品复合材料的纤维束内的尼龙分散均匀，且成品复合材料的表面质量良好、线径稳定，能够顺利在连续纤维3D打印机中打印成型，大大减少了制件缺陷产生，且制件具有良好的力学性能和热稳定性。

Description

一种3D打印用连续纤维复合材料及其制备方法及装置
技术领域
本申请属于3D打印用材料技术领域，尤其是涉及一种3D打印用连续纤维复合材料及其制备方法及装置。
背景技术
3D打印是根据所设计的3D模型，通过3D打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术，与传统制造技术相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的铸造、锻造、焊接工艺就可以得到最终产品，因此，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。目前，3D打印技术常用于新产品开发、快速原型、单件及小批量零件制造、复杂形状零件的制造、模具的设计与制造等。在3D打印技术中，熔融沉积(FDM)是目前使用最广泛的3D打印技术，应用于FDM工艺的材料一般为ABS、PLA、PA、PC、PVA等聚合物，聚合物的优点是熔点低、易成型，但缺点是强度低，难以用于制造实际承载件，更难以满足复杂条件下的多功能需求。
尽管3D打印中也在使用碳纤维等短纤维增强热塑性复合材料以增强打印部件的力学性能，但其强度、刚度等指标提升很有限，力学性能仅略好于纯塑料，且由于短纤维的存在，可以检测到明显的孔隙率和粘结不良现象，这也限制了复合材料机械性能的提升空间。连续纤维由于具有优异的力学、物理、防腐耐磨和抗疲劳等性能，在航天航空、国防军事、汽车赛车、机器人和医疗等领域显示出巨大的应用前景。近年来，有多家企业和科研机构研发3D打印用连续纤维复合材料及其打印工艺，但鲜有成熟的产品出现。
目前，利用连续纤维增强热塑性树脂进行3D打印采用的主要方式是直接将连续纤维束引入到打印机的喷嘴中，该技术的主要缺陷是连续纤维与热塑性树脂基体的界面结合比较差，这主要是由于3D打印机喷嘴内流道较短小，物料在喷嘴内的停留时间较短，另外由于缺少足够的成型压力，导致树脂基体对纤维束的浸渍效果比较差，这将不能充分发挥连续纤维对复合材料制品的增强作用。现有技术中也有将纤维复合材料制备和打印分开进行的工艺方式，但传统方法制备的连续纤维复合材料尺寸稳定性差、表面质量较差的不足，难以在打印时保证顺利挤出，不适合复杂结构零件的制造，且制备的3D打印件力学性能差、耐热温度低，不能满足工业化生产要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有方法制备的连续纤维复合材料尺寸稳定性差、表面质量差，用作3D打印材料制得的3D打印件力学性能差、耐热温度低的不足，从而提供一种3D打印用连续纤维复合材料及其制备方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种3D打印用连续纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将若干连续纤维束进行预热、反应液预浸、合纱处理，所述反应液为己内酰胺单体及催化剂；
将浸于连续纤维内的反应液加热反应生成聚合物，在反应液加热反应过程中不断排除反应体系中的水汽，之后将连续纤维经冷却、牵引，得到3D打印用连续纤维复合材料的前体；
将3D打印用连续纤维复合材料的前体在牵引时与尼龙熔体通过共挤模具共挤出，将挤出的复合材料经冷却、牵引，得到3D打印用连续纤维复合材料。
优选地，所述催化剂为强碱、己内酰胺盐及2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物，所述强碱、己内酰胺盐及2,6-甲苯二异氰酸酯与己内酰胺单体的质量比优选为1.5-2.5:0.5-1.5:3-5:1000。
优选地，所述连续纤维的预热温度为75-90℃；反应液预浸的温度优选为75-90℃；反应液加热聚合的加热温度优选为100-200℃，优选为梯度升温的方式进行加热；共挤模具的温度优选为220-250℃。
优选地，将反应液预浸前的若干连续纤维束分别散开；优选地，将3D打印用连续纤维复合材料的前体在牵引时与尼龙熔体通过共挤模具共挤出前，对3D打印用连续纤维复合材料的前体及尼龙材料进行干燥，所述对3D打印用连续纤维复合材料的前体的干燥温度优选为100-135℃。
优选地，所述连续纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、碳化硅纤维中的至少一种；所述尼龙材料优选为挤出级PA12、挤出级PA11、PA12与PA6的共混物、挤出级PA11与PA6的共混物，所述共混物中PA6的含量在30％以内，所述尼龙材料中优选为含有0.2％-0.3％的抗氧剂。
本发明还提供了一种由上述方法制备的3D打印用连续纤维复合材料。
本发明还提供了一种3D打印用连续纤维复合材料的制备装置，包括：用于制备3D打印用连续纤维复合材料前体的预浸组件及用于制备3D打印用连续纤维复合材料的共挤出组件；
所述预浸组件包括沿连续纤维运行方向依次设置的第一放卷筒、预热器、预浸槽、加热管、第一冷却槽、第一牵引机、第一收卷筒；所述第一放卷筒用于放置预浸前的连续纤维；所述预热器用于对若干连续纤维束进行预热；所述预浸槽用于对所述连续纤维浸渍反应液；所述加热管用于加热连续纤维上浸渍的反应液，所述加热管连接有与其内部连通的真空泵；所述第一冷却槽用于冷却经过加热管的连续纤维束，所述第一收卷筒用于收卷经过第一牵引机的3D打印用连续纤维复合材料前体；
所述共挤出组件包括沿连续纤维运行方向依次设置的第二放卷筒、共挤模具、第二冷却槽、第二牵引机、第二收卷筒；所述第一放卷筒用于放置3D打印用连续纤维复合材料前体；所述共挤模具开设有供连续纤维穿过的腔体，所述共挤模具上设置有与其腔体连通的用于向共挤模具中挤出物料熔体的挤出机；所述第二冷却槽、第二牵引机、第二收卷筒用于对经过共挤模具的连续纤维冷却、牵引、收卷。
优选地，所述第一放卷筒与预热器之间和预浸槽内设置有滚轮组，所述滚轮组包括若干组平行放置的滚轮，每组滚轮间隔放置，用于将若干连续纤维分别通过间隔处散开。
优选地，所述预热器与预浸槽之间及预浸槽与加热管之间分别设置有用于对合并前的若干连续纤维束和合并后的连续纤维进行导向的导向轮；所述预浸槽与加热管之间还设置有开设有模孔的用于供连续纤维穿过以去除连续纤维上多余反应液的挤压轮。
优选地，所述加热管由外到内依次为加热套、加热管外管、供连续纤维穿过的加热管内管，所述加热管外管内设置有与加热管内管连通的空腔，所述真空泵与加热管外管的空腔相连通。
本发明的有益效果是：
本发明利用含预浸组件及共挤出组件的3D打印用连续纤维复合材料的制备装置，将连续纤维经过预热、反应液预浸、合纱处理，再将浸于连续纤维内的反应液加热反应生成尼龙聚合物制备得到3D打印用连续纤维复合材料前体，最后将3D打印用连续纤维复合材料的前体在牵引时与尼龙熔体经共挤出工艺形成尼龙表层。这样保证了最终成品复合材料的纤维束内的尼龙分散均匀，成品复合材料的表面质量良好、线径稳定，且其力学性能和耐热性良好，能够顺利在连续纤维3D打印机中打印成型，大大减少了制件缺陷产生，本发明中连续纤维含量可以从适中到高含量的很大范围内适用，尤其适合高连续纤维含量的情况，使用本申请的复合材料制备的打印件具有良好的力学性能和耐热性，具体的：
1)将连续纤维经反应液预浸尤其是纤维束在经过滚轮组与预热器时被充分舒展而散开，可使低粘度的小分子单体快速充分浸渍每根纤维，在反应液加热反应聚合后可使纤维束与尼龙均匀紧密地结合，减少复合材料内部可能的缺陷。
2)己内酰胺单体通过阴离子聚合方式，在加热管中能够快速聚合，加热管通过抽真空不断排除反应液中带有或反应过程生成的水分，可以保证前体中尼龙的聚合度，在连续纤维复合材料前体的外层添加了一层尼龙材料，制得的复合材料表面光滑、打印件层间粘合良好，同时减少3D打印机进丝轮、打印喷嘴的磨损；
3)尼龙聚合反应过程相对于线材的挤出过程需要更多时间，所以本申请将连续纤维复合材料的制备工艺过程分成制备复合材料前体和最终3D打印线材的挤出过程，生产复合材料前体的过程可以一次同时生产数条前体，然后只需要一条挤出生产线生产纤维复合材料，可以灵活安排组合，提高效率。
4)连续纤维含量可控，可以从适中的纤维含量到高纤维含量的很大范围内适用，高纤维含量的复合材料可以配合其他基材改善层间粘合和表面细节的成型，中等纤维含量则不需要其他基材在纤维层之间改善粘合，可直接打印成型。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例1的3D打印用连续纤维复合材料制备装置的预浸组件结构示意图；
图2是本申请实施例1的3D打印用连续纤维复合材料制备装置的共挤出组件结构示意图；
图3是本申请实施例1的3D打印用连续纤维复合材料制备装置的加热管的剖面结构示意图；
图中的附图标记为：1-连续纤维，2-第一放卷筒，3-预热器，4-预浸槽，5-加热管，51-加热套，52-加热管外管，53-加热内管，6-第一冷却槽，7-第一牵引机，8-第一收卷筒，9-滚轮组，10-导向轮，11-挤压轮，12-混合器，13-真空泵，14-第二放卷筒，15-共挤模具，16-挤出机，17-第二冷却槽，18-第二牵引机，19-第二收卷筒，20-测径仪。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种3D打印用连续纤维复合材料的制备装置，包括：用于制备3D打印用连续纤维复合材料前体的预浸组件及用于制备3D打印用连续纤维复合材料的共挤出组件；
如图1所示，所述预浸组件包括沿连续纤维1运行方向依次设置的第一放卷筒2、预热器3、预浸槽4、加热管5、第一冷却槽6、第一牵引机7、第一收卷筒8；所述第一放卷筒2用于放置预浸前的连续纤维1；所述预热器3用于对若干连续纤维束1进行预热；所述预浸槽4一侧设置有用于将反应液加入预浸槽4的混合器12，所述预浸槽4用于对所述连续纤维1浸渍反应液；所述加热管5用于加热连续纤维1上浸渍的反应液，所述加热管5连接有与其内部连通的真空泵13，用于排除反应液加热反应过程中产生的气体物质(如水汽)；所述第一冷却槽6用于冷却经过加热管7的连续纤维束1，所述第一收卷筒8用于收卷经过第一牵引机7的3D打印用连续纤维复合材料前体；
进一步，所述第一放卷筒2与预热器3之间和预浸槽6内设置有滚轮组9，所述滚轮组9包括若干组平行放置的滚轮，每组滚轮间隔放置，用于将若干连续纤维1分别通过间隔处散开，以使反应液充分浸渍连续纤维1；
进一步，所述预热器3与预浸槽4之间及预浸槽4与加热管5之间分别设置有用于对合并前的若干连续纤维1和合并后的连续纤维束1进行导向的导向轮10；所述预浸槽4与加热管5之间还设置有开设有模孔的用于供连续纤维1穿过以去除连续纤维1上多余反应液的挤压轮11；
进一步，所述加热管5由外到内依次为加热套51、加热管外管52、供连续纤维1穿过的加热管内管53，所述加热管外管52内设置有与加热管内管53连通的空腔，所述真空泵13与加热管外管52的空腔相连通；随着抽真空的进行，反应过程中产生的气体产物(如水汽)会从加热管内管53的空隙中挥发到加热管外管52并被抽离，而抽走反应过程中产生的气体产物(如水汽)，有助于向正反应方向进行，同时减少气体产物(如水汽)可能在复合材料里产生的气泡缺陷。
如图2所示，所述共挤出组件包括沿连续纤维1运行方向依次设置的第二放卷筒14、共挤模具15、第二冷却槽17、测径仪20、第二牵引机18、第二收卷筒19；所述第一放卷筒14用于放置3D打印用连续纤维复合材料前体；所述共挤模具15开设有供连续纤维1穿过的腔体，所述共挤模具15上设置有与其腔体连通的用于向共挤模具15中挤出物料熔体的挤出机16；所述第二冷却槽17、测径仪20、第二牵引机18、第二收卷筒19用于对经过共挤模具15的连续纤维1冷却、测径、牵引、收卷。
实施例2
本实施例提供一种使用实施例1的3D打印用连续纤维复合材料的制备装置制备3D打印用连续纤维复合材料的方法，包括如下步骤：
将4束东丽碳纤维(T300-3000)经过滚轮组9、预热器3、导向轮10、预浸槽4(经过预浸槽4内的滚轮组9)，所述预浸槽内通过混合器12加入反应液，所述反应液为己内酰胺单体及催化剂，之后将4束纤维经过导向轮10并为一束后，再经过挤压轮11的模孔及导向轮10，然后经过加热管5使反应液加热聚合为PA6聚合物，过程中通过真空泵13不断对加热管5内抽真空，从加热管5出来的复合材料经过第一冷却槽6风冷定型，然后通过第一牵引机7，最后收卷在第一收卷筒8上，得到3D打印用连续纤维复合材料的前体，其中：
所述催化剂为氢氧化钠、己内酰胺钠及2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物，所述氢氧化钠、己内酰胺钠及2,6-甲苯二异氰酸酯与己内酰胺单体的质量比为2:1:4:1000；连续纤维的预热温度：82℃；混合器12及预浸槽4内的温度：80℃；挤压轮11的模孔内径为：0.92mm；加热管5分为7节，每节40-50cm，加热温度分别为：100℃、120℃、140℃、160℃、160℃、180℃、200℃，3D打印用连续纤维复合材料的前体的牵引速度：1m/min。
将3D打印用连续纤维复合材料的前体在120℃下干燥8小时，将挤出级PA12干燥至水分小于0.06％，然后前体通过共挤模具15的腔体，PA12熔体由挤出机16提供，挤出机16提供的PA12熔体送入共挤模具15中，在出模前与连续纤维1融合，重新形成纤维复合材料，并在牵引下经过第二冷却槽17、测径仪20、第二牵引机18，成为线径满足需求的连续纤维复合材料，最后收卷在第二收卷筒19上，其中：共挤模具的温度：230℃，共挤模具口模孔径：1.05mm。
实施例3
本实施例与实施例2的不同在于：使用东丽碳纤维(M35JB-6000)，所述氢氧化钠、己内酰胺钠及2,6-甲苯二异氰酸酯与己内酰胺单体的质量比为1.5:1.5:3:1000，连续纤维的预热温度：75℃；混合器12及预浸槽4内的温度：75℃；将3D打印用连续纤维复合材料的前体在100℃下干燥10小时；挤压轮11的模孔内径为：0.93m；共挤模具15口模孔径：1.1mm。
实施例4
本实施例与实施例2的不同在于：连续纤维使用杜邦公司KEVLAR 29、1670分特的纤维束；所述氢氧化钠、己内酰胺钠及2,6-甲苯二异氰酸酯与己内酰胺单体的质量比为2.5:0.5:5:1000，连续纤维的预热温度：80℃；混合器12及预浸槽4内的温度：90℃；将3D打印用连续纤维复合材料的前体在135℃下干燥6小时；挤压轮11的模孔内径为：0.94mm；挤出机16提供的尼龙熔体为挤出级PA11；共挤模具15口模孔径：1.12mm，连续纤维复合材料前体的牵引速度：1.2m/min。
实施例5
本实施例与实施例2的不同在于：连续纤维使用5束杜邦公司KEVLAR 49、1270分特的纤维束；PTFE模口内径为：0.94mm。连续纤维的预热温度：90℃；挤出机16提供的尼龙熔体为80％的PA12与20％的PA6的共混物；共挤模具15口模孔径：1.1mm；连续纤维复合材料前体的牵引速度：1.2m/min。
实施例6
本实施例与实施例2的不同在于：连续纤维使用巨石公司的352A、3000分特的纤维束；纤维束的预热温度：85℃；挤出机提供的尼龙熔体为70％的PA11与30％的PA6共混物。
实施例7
本实施例与实施例2的不同在于：连续纤维使用2束东丽碳纤维(T300-3000)。
对比例1
本对比例与实施例2的不同在于：
连续碳纤维束未经过滚轮组9(包括预浸槽4内的滚轮组9)、预热器3。
对比例2
本对比例与实施例2的不同在于：
未通过真空泵13对加热管5内抽真空。
对比例3
本对比例与实施例2的不同在于：
连续纤维束不经过3D打印用连续纤维复合材料前体的制备工艺。
效果例
本效果例将实施例2-6和对比例1-3制备的连续纤维复合材料，使用Mark Two连续纤维3D打印机，使用连续纤维复合材料和Onyx线材每层交替打印厚度为4mm的板材，其中连续纤维复合材料的打印层高设置为0.4mm，Onyx线材的打印层高设置为0.2mm。将实施例7制备的连续纤维复合材料，使用Mark Two连续纤维3D打印机，直接打印厚度为4mm的板材。
按照标准ISO 527的A型拉伸样条，机加工裁制拉伸试样并测试拉伸强度，机加工裁制尺寸为80mm×10mm×4mm的试样，并按照标准ISO 179测试样条的无缺口冲击强度，按照标准ISO 75测试试样的热变形温度，所裁制样条的长度方向与纤维打印的方向一致，测试结果如下表。
Figure BDA0002561752620000131
Figure BDA0002561752620000141
本效果例仅用Onyx线材打印样条采用上述标准测试的拉伸强度为58MPa，无缺口冲击强度为62KJ/m2，热变形温度为137℃，从上表实施例2-6的效果数据看出，使用本发明制备的高含量连续纤维复合材料配合Onyx线材，打印的制件力学性能和热变形温度都比单纯的Onyx线材打印件明显提高；从实施例7看出，本发明制备的连续纤维含量适中的复合材料，不与其他线材配合，直接打印样板裁制出的测试样条，也可以有很好的热力学性能。从对比例1可以看出，连续碳纤维束未经过滚轮组9(包括预浸槽4内的滚轮组9)、预热器3，纤维束内部不能被充分浸渍，打印件力学性能明显降低，热变形温度也有所下降，打印样条断面显示有纤维束内部浸润不良；从对比例2可以看出，反应液加热反应聚合过程中不抽真空，导致前体中PA6的聚合度较低，打印件力学性能明显降低，热变形温度也有所下降，后续线材成型效果不佳，线材有纤维外露，并伴有碳化点出现；从对比例3可以看出，完全不经过连续纤维复合材料前体的制备过程，结果制备的线材有纤维外露，打印样条内部纤维束更加难以被浸润，尤其是力学性能和热变形温度下降严重。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种3D打印用连续纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将若干连续纤维束进行预热、反应液预浸、合纱处理，所述反应液为己内酰胺单体及催化剂；
将浸于连续纤维内的反应液加热反应生成聚合物，在反应液加热反应过程中不断排除反应体系中的水汽，之后将连续纤维经冷却、牵引，得到3D打印用连续纤维复合材料的前体；
将3D打印用连续纤维复合材料的前体在牵引时与尼龙熔体通过共挤模具共挤出，将挤出的复合材料经冷却、牵引，得到3D打印用连续纤维复合材料。
2.根据权利要求1所述的3D打印用连续纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为强碱、己内酰胺盐及2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物，所述强碱、己内酰胺盐及2,6-甲苯二异氰酸酯与己内酰胺单体的质量比优选为1.5-2.5:0.5-1.5:3-5:1000。
3.根据权利要求1或2所述的3D打印用连续纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述连续纤维的预热温度为75-90℃；反应液预浸的温度优选为75-90℃；反应液加热聚合的加热温度优选为100-200℃，优选为梯度升温的方式进行加热；共挤模具的温度优选为220-250℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的3D打印用连续纤维复合材料的制备方法，其特征在于，将反应液预浸前的若干连续纤维束分别散开；优选地，将3D打印用连续纤维复合材料的前体在牵引时与尼龙熔体通过共挤模具共挤出前，对3D打印用连续纤维复合材料的前体及尼龙材料进行干燥，所述对3D打印用连续纤维复合材料的前体的干燥温度优选为100-135℃。
5.根据权利要求1-3任一项所述的3D打印用连续纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述连续纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、碳化硅纤维中的至少一种；所述尼龙材料优选为挤出级PA12、挤出级PA11、挤出级PA12与PA6的共混物、挤出级PA11与PA6的共混物，所述共混物中PA6的含量在30％以内，所述尼龙材料中优选为含有0.2％-0.3％的抗氧剂。
6.一种利用权利要求1-5任一项所述的方法制备的3D打印用连续纤维复合材料。
7.一种3D打印用连续纤维复合材料的制备装置，其特征在于，包括：用于制备3D打印用连续纤维复合材料前体的预浸组件及用于制备3D打印用连续纤维复合材料的共挤出组件；
所述预浸组件包括沿连续纤维(1)运行方向依次设置的第一放卷筒(2)、预热器(3)、预浸槽(4)、加热管(5)、第一冷却槽(6)、第一牵引机(7)、第一收卷筒(8)；所述第一放卷筒(2)用于放置预浸前的连续纤维(1)；所述预热器(3)用于对若干连续纤维束(1)进行预热；所述预浸槽(4)用于对所述连续纤维(1)浸渍反应液；所述加热管(5)用于加热连续纤维(1)上浸渍的反应液，所述加热管(5)连接有与其内部连通的真空泵(13)；所述第一冷却槽(6)用于冷却经过加热管(7)的连续纤维束(1)，所述第一收卷筒(8)用于收卷经过第一牵引机(7)的3D打印用连续纤维复合材料前体；
所述共挤出组件包括沿连续纤维(1)运行方向依次设置的第二放卷筒(14)、共挤模具(15)、第二冷却槽(16)、第二牵引机(18)、第二收卷筒(19)；所述第一放卷筒(14)用于放置3D打印用连续纤维复合材料前体；所述共挤模具(15)开设有供连续纤维(1)穿过的腔体，所述共挤模具(15)上设置有与其腔体连通的用于向共挤模具(15)中挤出物料熔体的挤出机(16)；所述第二冷却槽(17)、第二牵引机(18)、第二收卷筒(19)用于对经过共挤模具(15)的连续纤维(1)冷却、牵引、收卷。
8.根据权利要求7所述的3D打印用连续纤维复合材料的制备装置，其特征在于，所述第一放卷筒(2)与预热器(3)之间和预浸槽(6)内设置有滚轮组(9)，所述滚轮组(9)包括若干组平行放置的滚轮，每组滚轮间隔放置，用于将若干连续纤维(1)分别通过间隔处散开。
9.根据权利要求7或8所述的3D打印用连续纤维复合材料的制备装置，其特征在于，所述预热器(3)与预浸槽(4)之间及预浸槽(4)与加热管(5)之间分别设置有用于对合并前的若干连续纤维束(1)和合并后的连续纤维(1)进行导向的导向轮(10)；所述预浸槽(4)与加热管(5)之间还设置有开设有模孔的用于供连续纤维(1)穿过以去除连续纤维(1)上多余反应液的挤压轮(11)。
10.根据权利要求7-9任一项所述的3D打印用连续纤维复合材料的制备装置，其特征在于，所述加热管(5)由外到内依次为加热套(51)、加热管外管(52)、供连续纤维(1)穿过的加热管内管(53)，所述加热管外管(52)内设置有与加热管内管(53)连通的空腔，所述真空泵(13)与加热管外管(52)的空腔相连通。
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