[发明专利]一种高抗冲击复合材料制备方法

说明书

一种高抗冲击复合材料制备方法，利用3D打印技术，采用高强度金属和高韧性金属两种材料交织堆积结构相同的第一层堆覆与第三层堆覆，使得制备的高抗冲击复合材料具有高强度金属的强度，高韧性材料更好的吸收能量，高抗冲击的性能，第二层堆覆设置在第一层堆覆与第三层堆覆之间，每层堆覆由多个堆覆层组成，每个堆覆层完成之后，均以Z轴为中心旋转90°，用于弥补3D打印过程起点高，终点低的缺陷，使得最终得到平面，同时金属堆覆的方向发生变化，进一步使得两种金属在三维空间内形成交织结构，从而增强高抗冲击复合材料的性能；不能过在第二层堆覆层的高韧性金属材料之间设置有陶瓷块，以减轻高抗冲击复合材料的整体重量。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其涉及一种高抗冲击复合材料制备方法。

背景技术

随着现代科技的迅速发展，对材料的性能要求也越来越高，无论是在生活用品还是航空、船舶以及武器装备等领域，单一的均质材料通常比较重，使用不便，且无法解决高强度与高韧性之间的矛盾，已经不能满足人们的需求。随着金属3D打印技术的不断发展，如何将金属3D打印技术应用于材料制备以满足航空、船舶和武器装备对材料轻质、便捷、高强度、高抗冲击等性能要求，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种高抗冲击复合材料制备方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种高抗冲击复合材料制备方法，具体步骤如下：

1)选取不锈钢板作为底板，并通过打磨机除去底板表面锈迹，而后使用酒精将底板表面擦拭干净，放进加热炉中预热；

2)利用3D打印技术，先将高强度金属按照同一个方向一道一道在底板上堆覆，每一道之间时间间隔120s，以使前一道金属冷却，直至达到预期道数；而后将金属换成高韧性金属，继续按照之前的方向一道一道堆覆，直至达到预期道数；再按照前述方式继续堆覆高强度金属和高韧性金属，直至完成第一个堆覆层的高度，且最终使得高强度金属占金属总量的55％～85％；

3)待步骤2)完成后，将底板以Z轴为中心旋转90°，并将焊枪与送丝头升高一个堆覆层的层高，再按照步骤2)重复执行，直至完成第二个堆覆层的高度；

4)继续执行步骤2)与步骤3)所述的堆覆方式堆覆，直至完成第一层堆覆；

5)在第一层堆覆的基础上，旋转90°并沿Z轴方向升高一个堆覆层的层高，将金属换成高韧性金属，在第一层堆覆的基础上继续堆覆，并留有用于排列陶瓷块的间隙，待堆覆两层堆覆层之后，将陶瓷块规则排列在间隙内，而后继续堆覆高韧性金属，直到覆盖整个陶瓷块的高度，完成第二层堆覆；

6)在第二层堆覆的基础上，旋转90°并沿Z轴方向升高一个堆覆层的层高，继续堆覆直至完成第三层堆覆，第三层堆覆的材料、堆覆方式与第一层堆覆一致；

7)待第三层堆覆完成后，将底板除去，即得到高抗冲击复合材料。

在本发明中，陶瓷块为六边形结构，在第二层堆覆中呈10阶方阵排列。

在本发明中，采用玻璃纤维代替陶瓷块。

在本发明中，高抗冲击复合材料由三层堆覆层组成，第二层堆覆设置在第一层堆覆与第三层堆覆之间，且第一层堆覆由多个堆覆层之间旋转交织构成，每个堆覆层由高强度金属与高韧性金属交织组成；第二层堆覆由多个堆覆层之间旋转交织构成，每个堆覆层由高韧性金属交织组成，并在高韧性金属之间留有用于排列陶瓷块的间隙；第三层堆覆与第一层堆覆结构相同。

有益效果：