Patent Analysis in 3D Printing Technology of Continuous Fiber⁃reinforced Composites

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.013

Abstract

Abstract:

This article statistically analyzed the situation of Chinese patents in the 3D-printing technology for continuous fiber-reinforced composites on the basis of the trends and technical distributions of patent applications and the status of principal applicants.

Key words: continuous fiber, composite, three dimensional printing, patent analysis

CLC Number:

TQ 320.66

Cite this article

SONG Congyu, ZHENG Kai. Patent Analysis in 3D Printing Technology of Continuous Fiber⁃reinforced Composites[J]. China Plastics, 2021, 35(4): 72-78.

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URL: https://www.plaschina.com.cn/EN/10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.013

https://www.plaschina.com.cn/EN/Y2021/V35/I4/72

Figures/Tables 7

Fig. 1. Situation of Chinese patent applications in 3D printing technology of continuous fiber reinforced composites

Fig.2. Life cycle of 3D printing technology of continuous fiber reinforced composites

Fig.3. Major applicant in 3D printing technology of continuous fiber reinforced composites

申请人	发明人团队	技术特点
西安交通大学	田小永教授团队	基于熔融沉积成型工艺设计并研制了可成型连续纤维增强热塑性树脂复合材料的3D打印设备
北京机科国创轻量化科学研究院有限公司	单忠德院士团队	设计纤维增强树脂基复合材料三维打印成形方法，具有打印精度高、成型件纤维含量高的优点，改善了树脂基复合材料成型件的层间结合效果
航天科工集团三〇六所	毕向军等	发明改进涉及3D打印耗材的浸胶装置，使用块单元的3D打印装置以及蜂窝结构的3D打印成型方法等
哈尔滨工业大学	李隆球教授团队	3D打印喷头的改进，可以提高树脂与纤维的界面粘接效果，防止堵头，便于清理喷头
乐清市智能装备与制造研究院	技术来源于浙江大学机械工程学院	涉及打印喷头、打印装置和方法
华明进/哈尔滨坤程科技有限公司	华明进等	连续碳纤维增强复合材料3D打印
南京理工大学	刘婷婷等	连续纤维增韧陶瓷基复合材料3D打印成型装置和方法
浙江大学	栾丛丛等	涉及打印喷头、打印装置和方法
陕西科技大学	于旻等	连续纤维增强复合材料的3D打印机和连续纤维增强硅橡胶的3D打印设备
CC3D有限公司	肯尼思·泰勒	具有多通道喷嘴和具有可变固化装置的增材制造系统，用于控制增材制造的系统和方法，和由增材制造方法制备的复合载具本体（例如，飞机、汽车或船）

申请人	发明人团队	技术特点
西安交通大学	田小永教授团队	基于熔融沉积成型工艺设计并研制了可成型连续纤维增强热塑性树脂复合材料的3D打印设备
北京机科国创轻量化科学研究院有限公司	单忠德院士团队	设计纤维增强树脂基复合材料三维打印成形方法，具有打印精度高、成型件纤维含量高的优点，改善了树脂基复合材料成型件的层间结合效果
航天科工集团三〇六所	毕向军等	发明改进涉及3D打印耗材的浸胶装置，使用块单元的3D打印装置以及蜂窝结构的3D打印成型方法等
哈尔滨工业大学	李隆球教授团队	3D打印喷头的改进，可以提高树脂与纤维的界面粘接效果，防止堵头，便于清理喷头
乐清市智能装备与制造研究院	技术来源于浙江大学机械工程学院	涉及打印喷头、打印装置和方法
华明进/哈尔滨坤程科技有限公司	华明进等	连续碳纤维增强复合材料3D打印
南京理工大学	刘婷婷等	连续纤维增韧陶瓷基复合材料3D打印成型装置和方法
浙江大学	栾丛丛等	涉及打印喷头、打印装置和方法
陕西科技大学	于旻等	连续纤维增强复合材料的3D打印机和连续纤维增强硅橡胶的3D打印设备
CC3D有限公司	肯尼思·泰勒	具有多通道喷嘴和具有可变固化装置的增材制造系统，用于控制增材制造的系统和方法，和由增材制造方法制备的复合载具本体（例如，飞机、汽车或船）

Tab. 1. Major R&D team in 3D printing technology of continuous fiber reinforced composites

Fig.4. Technical fields of Chinese patent applications in 3D printing technology of continuous fiber reinforced composites

标题	申请人	公开号	被引频次
一种连续纤维增强复合材料3D打印的多级送丝打印头	西安交通大学	CN105172144A	19
一种连续纤维增强智能复合材料3D打印头及其使用方法	西安交通大学河南力迈科技公司	CN104441658A	18
连续纤维增强热塑性树脂基复合材料3D打印方法及打印头	南京航空航天大学	CN106313496A	17
热塑性树脂基连续纤维预浸料的双喷头3D打印系统和方法	上海大学上海宇航系统工程研究所	CN106863772A	16
一种适用于连续纤维增强复合材料增材制造的喷头	哈尔滨工业大学	CN106493946A	12
连续纤维增强复合材料增材制造装置	华明进	CN107139459A	8
一种连续纤维预浸料3D打印喷头及其3D打印机、打印方法	上海宇航系统工程研究所上海大学	CN107379539A	7
一种纤维增强的多喷头水泥浆体3D打印机	武汉理工大学	CN107756594A	6
基于超声增强的纤维增强复合材料增材制造的喷头	哈尔滨工业大学	CN106363905A	4
基于超声增强的连续纤维增强复合材料3D打印的喷头	哈尔滨工业大学	CN106553341A	3

标题	申请人	公开号	被引频次
一种连续纤维增强复合材料3D打印的多级送丝打印头	西安交通大学	CN105172144A	19
一种连续纤维增强智能复合材料3D打印头及其使用方法	西安交通大学河南力迈科技公司	CN104441658A	18
连续纤维增强热塑性树脂基复合材料3D打印方法及打印头	南京航空航天大学	CN106313496A	17
热塑性树脂基连续纤维预浸料的双喷头3D打印系统和方法	上海大学上海宇航系统工程研究所	CN106863772A	16
一种适用于连续纤维增强复合材料增材制造的喷头	哈尔滨工业大学	CN106493946A	12
连续纤维增强复合材料增材制造装置	华明进	CN107139459A	8
一种连续纤维预浸料3D打印喷头及其3D打印机、打印方法	上海宇航系统工程研究所上海大学	CN107379539A	7
一种纤维增强的多喷头水泥浆体3D打印机	武汉理工大学	CN107756594A	6
基于超声增强的纤维增强复合材料增材制造的喷头	哈尔滨工业大学	CN106363905A	4
基于超声增强的连续纤维增强复合材料3D打印的喷头	哈尔滨工业大学	CN106553341A	3

Tab. 2. Patent applications in printer nozzles for 3D printing technology of continuous fiber reinforced composites

标题	申请人	公开号	被引频次
基于曲面分层的复杂零件3D打印方法及系统	上海交通大学	CN107187056A	11
连续纤维增强复合材料3D打印典型路径的规划方法	大连理工大学	CN108891029A	3
一种连续纤维增强复合材料轻质结构的制造方法	西安交通大学	CN106980737A	3
一种连续纤维增强复合材料3D打印路径规划方法	北京机科国创轻量化科学研究院有限公司	CN110001067A	2
仿蛛丝非线性力学特性复合材料结构	西安交通大学	CN108127931A	2
一种基于3D打印技术的风力发电机叶片制造方法	明阳智慧能源集团股份公司	CN109352988A	1
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	西安交通大学	CN111907054A	-
高强度蜂窝结构及其3D打印成型方法	航天特种材料及工艺技术研究所	CN110315747A	-
一种连续碳纤维增强蜂窝结构的3D打印制备方法	西北工业大学	CN110293678A	-
一种面向熔融沉积制造的3D连续路径生成方法	杭州电子科技大学	CN109808171A	-

标题	申请人	公开号	被引频次
基于曲面分层的复杂零件3D打印方法及系统	上海交通大学	CN107187056A	11
连续纤维增强复合材料3D打印典型路径的规划方法	大连理工大学	CN108891029A	3
一种连续纤维增强复合材料轻质结构的制造方法	西安交通大学	CN106980737A	3
一种连续纤维增强复合材料3D打印路径规划方法	北京机科国创轻量化科学研究院有限公司	CN110001067A	2
仿蛛丝非线性力学特性复合材料结构	西安交通大学	CN108127931A	2
一种基于3D打印技术的风力发电机叶片制造方法	明阳智慧能源集团股份公司	CN109352988A	1
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	西安交通大学	CN111907054A	-
高强度蜂窝结构及其3D打印成型方法	航天特种材料及工艺技术研究所	CN110315747A	-
一种连续碳纤维增强蜂窝结构的3D打印制备方法	西北工业大学	CN110293678A	-
一种面向熔融沉积制造的3D连续路径生成方法	杭州电子科技大学	CN109808171A	-

Tab. 3. The patent applications in print path for 3D printing technology of continuous fiber reinforced composites

References 2

1	毕向军，田小永，张帅，等.连续纤维增强热塑性复合材料3D打印的研究进展［J］. 工程塑料应用， 2019， 47（2）：138⁃142.
	BI X J， TIAN X Y， ZHANG S， et al. Research Progress in 3D Printing Technology of Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic Composites［J］. Engineering Plastics Application， 2019， 47（2）：138⁃142.
2	孙银宝，李宏福，张博明. 连续纤维增强热塑性复合材料研发与应用进展［J］.航空科学技术，2016， 27（5）：1⁃7.
	SUN Y B， LI H F， ZHANG B M. Progress in Research and Application of Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic Composites［J］. Aeronautical Science & Technology， 2016， 27（5）：1⁃7.

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