[发明专利]电磁/力学性能多维渐变可控吸波结构3D打印系统及方法

权利要求书

1.一种电磁/力学性能多维渐变可控的吸波结构3D打印系统，包括3D打印腔体(1)，其特征在于：3D打印腔体(1)下侧设有加热板(2)，加热板(2)上设有成形平台(3)，成形平台(3)上直接打印成形吸波结构件(4)，吸波结构件(4)上部分别设有第一打印头系统(5)和第二打印头系统(15)，3D打印腔体(1)上侧设有温度控制器(16)；

所述的吸波结构件(4)是由多个单胞结构(24)组成，单胞结构(24)由框架结构(17)和电磁结构(18)组成。

2.根据权利要求1所述的一种电磁/力学性能多维渐变可控的吸波结构3D打印系统，其特征在于：所述的第一打印头系统(5)与第一三维移动支架(6)连接，第二打印头系统(15)与第二三维移动支架(14)连接；

所述的第一打印头系统(5)上设有第一冷却喷嘴(11)，第一冷却喷嘴(11)通过第一管道(7)与冷却装置(8)连接；所述的第二打印头系统(15)上设有第二冷却喷嘴(12)，第二冷却喷嘴(12)通过第二管道(9)与冷却装置(8)连接；

所述的第一冷却喷嘴(11)与第二冷却喷嘴(12)对第一打印头系统(5)和第二打印头系统(15)在打印过程中实现随形局部温度调节。

3.根据权利要求1所述的一种电磁/力学性能多维渐变可控的吸波结构3D打印系统，其特征在于：所述的吸波结构件(4)中单胞结构(24)是同一种尺寸的同一种结构，或是不同尺寸的同一种结构，或是不同尺寸的不同结构，其具体结构外形由框架结构(17)确定。

4.根据权利要求1所述的一种电磁/力学性能多维渐变可控的吸波结构3D打印系统，其特征在于：所述的框架结构(17)材料是聚醚醚酮、聚乳酸或ABS，框架结构(17)的结构外形包含四面体结构(19)、体心立方结构(20)、面心立方结构(21)、蜂窝结构(22)和木堆结构(23)。

5.根据权利要求1所述的一种电磁/力学性能多维渐变可控的吸波结构3D打印系统，其特征在于：所述的电磁结构(18)由羟基铁粉、羰基铁粉、铁氧体、石墨烯、炭黑、碳化硅、二硫化钼、碳纤维与热塑性树脂、粘结材料中一种或多种材料复合而成。

6.根据权利要求1所述的一种电磁/力学性能多维渐变可控的吸波结构3D打印系统，其特征在于：所述的第一打印头系统(5)打印第一材料(10)，第二打印头系统(15)打印第二材料(13)；第一打印头系统(5)使用第一材料(10)打印框架结构(17)，第二打印头系统(15)使用第二材料(13)打印电磁结构(18)。

7.根据权利要求1所述的一种电磁/力学性能多维渐变可控的吸波结构3D打印系统，其特征在于：所述的第二打印头系统(15)是任何一种结构或装置，能够满足在3D打印过程中或3D打印之后将熔融态或粘结态电磁材料按照需求定形定量沉积在框架结构(17)。

8.根据权利要求1所述的一种电磁/力学性能多维渐变可控的吸波结构3D打印系统，其特征在于：所述的第二打印头系统(15)根据电磁材料使用需求，其数量是一个或多个。

9.根据权利要求1所述的一种电磁/力学性能多维渐变可控的吸波结构3D打印系统，其特征在于：所述的温度控制器(16)能够检测3D打印腔体(1)内的温度，又能够控制加热板(2)的加热功率，从而实现3D打印腔体(1)内温度可控。

10.根据权利要求2所述的一种电磁/力学性能多维渐变可控的吸波结构3D打印系统的打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：在3D打印系统开机后，完成物料准备及成形平台(3)调平工作，按照需求通过温度控制器(16)和加热板(2)将3D打印腔体(1)内温度调节到目标温度，将第一打印头系统(5)和第二打印头系统(15)加热至目标温度；

第二步：根据吸波性能需要，通过设计软件将吸波结构件(4)中的每个单胞结构(24)分为框架结构(17)和电磁结构(18)，根据框架结构(17)的结构外形、尺寸特征、材料选择制造出具有不同力学性能的单胞结构(24)，根据电磁结构(18)外形尺寸与材料种类的设计与沉积实现每一个单胞结构(24)电磁性能可控性制造，通过单胞结构(24)在三维空间内的组合与分布，最终制造出力学性能多维渐变可控的吸波结构件(4)；

第三步：根据加工需要，通过工艺软件分别将吸波结构件(4)中的框架结构(17)和电磁结构(18)进行切片分层，并生成打印数据；

第四步：在同一层高内，选用第一打印头系统(5)打印单胞结构(24)内的框架结构(17)，此时通过第一冷却喷嘴(11)实现对当前打印区域温度的在线调控，打印完成后控制第一三维移动支架(6)将第一打印头系统(5)移至打印区域正上方之外；

第五步：在同一层高内，选用第二打印头系统(15)打印单胞结构(24)内的电磁结构(18)，此时通过第二冷却喷嘴(12)实现对当前打印区域温度的在线调控，打印完成后控制第二三维移动支架(14)将第二打印头系统(15)移至打印区域正上方之外；

第六步：重复第四、五步，直至吸波结构件(4)打印加工过程完成；

第七步：待3D打印腔体(1)内温度降低至室温后，取出吸波结构件(4)，关闭设备电源，至此整个加工过程结束。