[发明专利]3D打印结构

说明书

弹性材料的3D打印结构，该3D打印结构包括：至少第一壁，其具有沿第一轴线延伸的多个层，该第一壁至少包括第一级结构层、第一柔韧层和第二柔韧层，其中第一级结构层具有第一刚度，第一柔韧层和/或第二柔韧层具有第二刚度，其中第一刚度大于第二刚度。

技术领域

弹性材料的3D打印结构，该3D打印结构包括：至少第一壁，其具有沿第一轴线延伸的多个层，该第一壁包括至少第一级(primary)结构层、第一柔韧层和第二柔韧层。

背景技术

3D打印结构的一个常见问题是这样种类的结构通常由相对硬的材料制成，这意味着3D打印结构的结构由于用于打印的材料的组分而可能相对不柔韧。

CN 105034361公开了一种含有不同厚度和不同形状的孔格(cell)的蜂巢芯(honeycomb core)，并且所获得的蜂巢单元的壁厚的至少部分在沿着蜂巢单元的中心朝向蜂巢单元的两端的方向上逐渐增加，使得可以添加蜂巢夹(honeycomb clamp)。芯和面板的接触区域以及蜂巢芯可以是平坦的或弯曲的结构，以满足非线性弯曲结构的要求，其中，蜂巢芯具有优异的抗弯曲性和抗压缩性。

EP 3 213 909公开了一种用于抗高速冲击结构的抗冲击夹层结构构架，其包括夹层蒙皮，该夹层蒙皮包封由多个间隔层和多个触发层形成的夹层芯，其中这些层交替地堆叠在芯中。

这些类型的材料在航空航天工业中广泛用于提供刚化效果，其中，这些材料旨在在施加外力期间保持它们的形状。

然而，为了尝试获得具有可压缩性和柔韧性的结构，已经进行了许多尝试来构造在具有所需柔韧性的同时仍保持材料的结构完整性的材料。由于用于打印的材料的柔韧性和重量，构成在多个不同且非常特定的区域中可以实现受控制的柔韧性和反作用力的分层构造可能是困难的任务。当在3D打印结构中存在需要具有不同的柔韧性或反作用力的多个区域时，进一步的困难可能会产生。

这样的柔韧层通常是使用类似泡沫的物质诸如PU泡沫制成的，其中泡沫能够保持某种形态，同时仍然具有一定的柔韧性，诸如座椅坐垫、鞋中底、行李箱垫等。这种柔韧层的一个问题是，当增加材料的结构强度时，层的柔韧性降低，在此这也增加了材料的重量。此外，这种材料的形成通常在大型模具中进行，在这种情况下，材料的任何个性化，诸如专门的轮廓加工，通常需要将材料切掉，且泡沫要在制造后进行雕刻，由于个性化模具的成本太高，这不是对于每个用户来说用于个人的个性化的可行选项。

因此，需要一种用于柔韧结构个性化的改进结构。

发明内容

根据本申请，提供了一种弹性材料的3D打印结构，该3D打印结构包括：至少第一壁，其被配置为当在第一轴线方向上向壁施加力时变形，且被配置为当释放所施加的力时恢复到其原始形态，其中壁具有沿着第一轴线延伸的多个层，第一壁包括至少第一级结构层以及第一柔韧层和第二柔韧层，其中第一级结构层具有第一刚度，第一柔韧层和/或第二柔韧层具有第二刚度，其中第一刚度大于第二刚度。

在本说明书的上下文中，术语刚度可被理解为柔韧性率，其中可通过层的刚度、屈服率、硬度来进行度量(即，在该理解中，与较软的层相比，较硬的层具有较高的刚度率)。某个层的刚度应理解为层在某个方向上挠曲的能力、潜能或可能性。刚度的替代表示例如可以是层的柔韧性，其中第一级结构层(或任何后续结构层)可具有第一柔韧性，第一和/或第二柔韧层(或任何后续柔韧层)可具有第二柔韧性，其中第一柔韧性可低于第二柔韧性。刚度可被视为层响应于所施加的力如何抵抗变形的程度的量化。术语柔韧可以是对刚度的互补概念，即，层越柔韧，其刚性越小。

在对本申请的理解内，术语“层”可被理解为三维结构的二维平面。该层可包括与二维平面相交的一个或多个壁。在本申请的理解内，“壁”可被理解为三维结构的二维平面，其中二维平面可平行于壁并且可与三维结构的多个层相交。在对本申请的理解内，壁的第一层可邻接壁的第二层，第二层可邻接壁中的第三层。因此，壁可被视为具有堆叠在彼此之上或堆叠在彼此之下的两层或更多层的结构。