[发明专利]一种电磁性能可控多维腔体吸波结构3D打印系统

说明书

一种电磁性能可控多维腔体吸波结构3D打印系统，包括3D打印腔体，3D打印腔体内设有成形平台，成形平台上直接打印吸波结构件；成形平台的上方设有第一打印系统和第二打印系统，第一打印系统与第一三维移动支架连接，第二打印系统与第二三维移动支架连接；第一打印系统使用3D打印材料进行打印，第二打印系统的入口通过复合材料通道与料盘的出口连接，料盘的入口上布有一个以上的料筒；吸波结构件由一个以上的区域块组成，每个区域块是由一个以上的单胞结构组成，每个单胞结构由外形腔和外形腔内部填充的电磁填充体组成；本发明将外形腔和电磁填充体独立打印成型，满足电磁吸波性能要求前提下的多自由度复杂构型的设计需求，打印方法简单、安全可靠。

技术领域

本发明涉及电磁吸波和3D打印技术领域，具体涉及一种电磁性能可控多维腔体吸波结构的3D打印系统。

背景技术

随着现代电子技术的不断进步，新型雷达及先进探测器得到了跨越式发展，飞机、导弹、舰船等大型作战武器面临着全方位的雷达探测威胁。“发现既毁灭”意味着武器的“防守”同样重要，因此电磁吸波结构得到了极大的关注。传统的蜂窝吸波结构因制造工艺决定了其力学性能差、电磁性能/结构单一且不可调、维护困难等特点，无法在满足电磁吸波性能的同时适应复杂多变场景下的多自由度复杂构型吸波结构的市场需求。

增材制造技术(3D打印)适用于复合材料细微结构的精细化制造，为电磁吸波结构高自由度复杂构型设计与制造提供了新的思路。但从公开的资料来看，现有的3D打印系统只能实现电磁波入射方向电磁参数的分布调控，对于垂直于入射方向(X-Y向)的电磁参数的分布调控方法，尚不完善，更加缺乏针对全向电磁波调控的吸波结构电磁性能/外部构型的设计方法，也就无法做到满足电磁参数调控的同时适应多自由度复杂构型吸波结构的实际设计需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种电磁性能可控多维腔体吸波结构3D打印系统，达到面、区、体电磁分布设计与调控，满足电磁吸波性能要求前提下的多自由度复杂构型的设计需求，实现多维电磁性能可控结构的制造，打印方法简单、安全可靠、操作方便。

为了达到上述目的，本发明拟采取的技术方案为：

一种电磁性能可控多维腔体吸波结构3D打印系统，包括3D打印腔体1，3D打印腔体1内设有成形平台2，成形平台2上直接打印吸波结构件11；成形平台2的上方设有第一打印系统3和第二打印系统10，第一打印系统3与第一三维移动支架4连接，第二打印系统10与第二三维移动支架9连接；第一打印系统3进行3D打印材料5的打印，第二打印系统10的入口通过复合材料通道8与料盘7的出口连接，料盘7的入口上布有一个以上的料筒6。

所述的吸波结构件11由M个区域块21组成，M≥1，每个区域块21是由一个以上的单胞结构22组成，每个单胞结构22由外形腔31和外形腔31内部填充的电磁填充体32组成。

所述的区域块21的外形、尺寸、电磁材料分布是由吸波结构件11的外形、尺寸和电磁吸波性能要求所决定。

所述的单胞结构22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，其具体结构取决于区域块21的外形和电磁材料分布要求。

所述的外形腔31的材料为聚醚醚酮、聚乳酸、ABS、PAI、PBI等热塑、热固性塑料及其复合材料；外形腔31的结构外形是一种容纳流体的腔体结构，腔体结构为开放或封闭，外形腔31包含蜂窝开放/封闭腔体41、正方形开放/封闭腔体42和十字架开放/封闭腔体43等。

所述的电磁填充体32是由区域块21决定的电磁复合材料，电磁复合材料由热塑性树脂/粘接材料与电磁吸收剂复合而成，热塑性树脂/粘接剂的种类≥1，电磁吸收剂的种类≥1；其中电磁吸收剂为介电损耗/磁损耗材料，包含石墨烯、炭黑、碳纤维、室温离子液体、羰基铁和铁氧体等。

所述的第二打印系统10采用螺杆挤出式打印系统、注塑式喷头系统或挤出式喷头系统.