[发明专利]使用磁场的不连续纤维复合材料的增材制造

权利要求书

1.一种制造复合部件的方法，其包括以下连续步骤：(a) 在与平台板相邻的第一层中引入前体材料，所述前体材料包括基体材料和磁响应颗粒，所述磁响应颗粒至少部分包含磁性材料；(b) 用第一磁场使所述磁响应颗粒取向为第一排列；(c) 通过使用辐射源在第一离散体素子集中施加辐射而同时加固第一离散体素子集，从而用保持在所述第一排列中的第一部分内的磁响应颗粒加固所述第一层中的第一部分基体材料；(d) 用另一磁场将第一层中另一部分所述磁响应颗粒取向为不同于所述第一排列的另一排列；以及(e) 通过使用辐射源在另一离散体素子集中施加辐射而同时加固另一离散体素子集，从而用保持在所述另一排列中的另一部分的磁响应颗粒加固所述第一层中的另一部分基体材料，其中所述辐射源包括数字光投影仪，所述数字光投影仪包括以像素阵列布置的多个微镜，微镜阵列对应于前体材料的层中体素的XY 分辨率，其中每个体素具有至少50 × 50 × 50 微米的分辨率，所述层由体素阵列定义。

2.权利要求1所述的方法，其还包括：(f) 重复步骤(d)和(e)直至在所述第一层中确定部分的基体材料已经被加固。

3.权利要求1所述的方法，其中在步骤(c)和(e)中，所述基体材料为部分固化的、完全固化的、硬化的、聚合的或交联的。

4.权利要求1所述的方法，其还包括，当所述第一层中预期部分的基体材料已经被加固时，将所述第一层从所述平台板移除并且在邻近平台板在第二层中邻近所述第一层引入另外的前体材料。

5.权利要求1的方法，其还包括：(g) 在与所述第一层相邻的第二层中引入另外的前体材料，(h) 用磁场将所述第二层中的颗粒取向为第三排列；(i) 用保持在所述第三排列中的第一部分内的磁响应颗粒加固所述第二层中的第一部分基体材料； (j) 用磁场将第二层中另一部分磁响应颗粒取向为不同于所述第三排列的第四排列；(k) 用保持在所述第四排列中的第二部分内的磁响应颗粒加固所述第二层中第二部分基体材料，以加固所述基体材料；(l) 重复步骤(j)和(k)直至在第二层中预期部分的基体材料已经被加固。

6.权利要求1所述的方法，其中所述第一磁场和另一磁场通过一个或多个平行于第一层的平面的磁场源，和一个或多个在第一层的平面外的磁场源来施加。

7.权利要求1所述的方法，其中所述第一部分的体素与所述另一部分的体素有间隔。

8.权利要求1所述的方法，其中所述磁性材料包括铁磁材料、顺磁材料、或超顺磁材料。

9.权利要求1所述的方法，其中所述磁性材料包括颗粒、微珠、锉屑、纤维、薄片、棒、晶须或晶板。

10.权利要求1所述的方法，其中所述磁响应颗粒包括与所述磁性材料结合的非磁性材料。

11.权利要求10所述的方法，其中所述非磁性材料包括氧化铝、磷酸钙、铜、玻璃、硫酸钙、尼龙、聚苯乙烯或碳化硅。

12.权利要求10所述的方法，其中所述非磁性材料包括不连续纤维、棒、晶板、薄片或晶须。

13.权利要求10所述的方法，其中所述非磁性材料涂覆有所述磁性材料。

14.权利要求1所述的方法，其中所述磁响应颗粒在至少一个维度的形状上是各向异性的。

15. 权利要求1所述的方法，其中所述磁响应颗粒的最长尺寸为200 nm-1000 µm。

16. 权利要求15所述的方法，其中所述磁响应颗粒的最长尺寸为1 µm -20 µm。