[发明专利]一种具有高隔音性能的制件及其基于3D打印的制备方法

说明书

本发明提供了一种具有高隔音性能的制件及其基于3D打印的制备方法，本发明是基于FDM 3D打印，通过设计喷头结构和制备方法的选择来提升打印制件的隔音性能。所述喷头包括腔体、导气通路、分流块和连接棒；所述腔体包括腔体上部件和腔体下部件，所述腔体上部件为圆柱形结构，所述腔体下部件为圆台形结构，且所述圆台形结构中直径较大的一侧与腔体上部件的圆柱形结构连接；同时可通过调节打印制件的填充率及外部气体压力的大小实现制件中不同部位具有不同的隔音性能。相比于一般的隔音材料，本发明通过设备改造实现制件内部复杂孔洞结构的制造，大幅度提升其隔音性能。

技术领域

本发明涉及一种具有高隔音性能的制件及其基于3D打印的制备方法，属于增材制造领域。

背景技术

当今社会，各种高速的交通工具、工业设备、建筑机械以及家用电器和音响设备等被广泛运用，导致我们的生活环境噪声污染日益严重。它不单会影响人们的正常工作、学习和生活，有害身心健康，而且还会影响一些精密仪器及设备的正常工作以及使用寿命，因此噪声污染是我们急需解决四大公害之一，对降噪技术和隔音材料有着迫切需求。

从物理学的角度讲，噪声是指物体做一系列没有周期性的、无规则的振动而产生的声音。而隔音的基本原理为声音在传播过程中遇到隔音屏障时，其中一部分声能被反射回去，一部分声能被屏障吸收，剩余部分声能则透过屏障。隔音材料大多属于高分子基复合材料，通过在树脂基体中填充大量的隔音填料以提高材料的隔音性能。

随着电子信息技术的成熟，3D打印也应运而生并大规模普及，开启了无模具制造的时代。《经济学人》杂志曾描述，以3D打印为代表的数字化制造技术将改写制造业的生产方式，进而改变产业链的运作模式。3D打印，又名增材制造(Additive Manufacturing,AM)出现于20世纪70年代。按照美国材料与试验协会国际标准组织F42增材制造技术委员会给出的定义：3D打印是根据3D模型数据，用材料的层层相连接来制造物体的工艺。其核心就是将所需成型制件的复杂3D实体通过切片处理转化为简单的2D截面的组合，依据制件的3D计算机辅助设计模型，在3D打印设备上直接成型实体制件。3D打印最大的特点是不用模具成型，因此可以省去开模费用，大大降低成本。

将3D打印用于具有隔音性能的异形件的开发是十分合适的，同时可利用3D打印的逐层制造的特点，通过材料设计和结构设计，达到制件不同部位的隔音性能可根据其要求进行调控的理想状态。但是，目前在3D打印领域中对打印制件在微观结构上进行设计还是相对较少，需要广大的科研人员去进行相关研究和探索，进一步拓宽其应用范围。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种基于熔融沉积成型(FDM)3D打印制备具有高隔音性能制件的喷头；本发明的还一个目的是提供一种基于上述喷头制备具有高隔音性能制件的方法；本发明的再一个目的是提供一种采用上述喷头经上述方法得到的具有高隔音性能的制件。采用本发明的3D打印方法制备得到的制件，由于通过3D打印方法，在打印过程中的沉积线条形成多种不同类型的孔洞，使得制备得到的制件具有高隔音性能。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种基于FDM 3D打印的喷头，其中，所述喷头包括腔体、导气通路、分流块和连接棒；

所述腔体包括腔体上部件和腔体下部件，所述腔体上部件为圆柱形结构，所述腔体下部件为圆台形结构，且所述圆台形结构中直径较大的一侧与腔体上部件的圆柱形结构连接；

所述分流块设置在腔体内，所述分流块包括分流块上部件和分流块下部件，所述分流块上部件为圆锥形结构，所述分流块下部件为圆柱形结构；在所述分流块上部件和所述分流块下部件的连接处设置连接棒；在至少一个连接棒中设置导气通路；所述连接棒的另一端与腔体下部件连接，所述导气通路的另一端穿过腔体下部件与外界连通；

所述分流块内部为空心结构，且通过导气通路与外界连通；