[发明专利]一种基于3D打印的二维可控梯度互锁多胞结构

权利要求书

1.一种基于3D打印的二维可控梯度互锁多胞结构，其特征在于：所述二维可控梯度互锁多胞结构是由在二维空间上周期性排布的一系列单胞构成，这种周期性的单胞是由经典的二维仿珍珠母“砖泥结构”改变其中增强相的形状所形成的。所述的经典的“砖泥结构”由两个长径比为ρ的长方形增强相以一种平行交错的方式排列在基体内部，相互重叠大约1/2，其中一个增强相位于单胞中心，另一个增强相则位于单胞的四个角点，在单胞内部占据五个子区域共计两个增强相，将此单胞在空间上的两个方向进行阵列就可以得到不包含互锁的典型的“砖泥”多胞结构；

在经典的“砖泥结构”单胞中，保持增强相两个端部的截面尺寸不变，减小增强相中间的截面尺寸，形成一定的倾斜角度α，同时为了保证增强相的体积分数保持不变缩小单胞的横向尺寸，此时在相邻的增强相之间便形成了相互锁结的结构，其中互锁角度等于倾斜角度α。沿用经典“砖泥结构”中增强相的长径比ρ，则该互锁的“砖泥结构”中的互锁角度α和长径比ρ之间需满足关系式：ρ·tanα1。然后将包含有不同互锁角度的“砖泥结构”在横向进行堆叠，再在轴向进行周期性排布，最终可以得到二维可控的梯度互锁多胞结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的二维可控梯度互锁多胞结构，其特征在于：所述的二维梯度互锁多胞结构中的互锁角度α在横向的空间排布方式有多种选择，包括连续性分布如线性、非线性等和间断性分布如阶梯形分布等。

3.根据权利要求1-2任意之一所述的一种基于3D打印的二维可控梯度互锁多胞结构，其特征在于：所述的二维可控梯度互锁多胞结构可以通过PolyJet三维多材料喷射技术进行3D打印制备。

4.根据权利要求1-3任意之一所述的一种基于3D打印的二维可控梯度互锁多胞结构，其特征在于：所述的二维梯度互锁多胞结构制备用的材料是光敏树脂。

5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的二维可控梯度互锁多胞结构，其特征在于：通过改变“砖泥结构”中增强相的长细比ρ，以及互锁角度α的大小和空间分布形式，即可调节变形机制，其中增强相的破坏模式既可以是片层拔出也可以是片层断裂。

6.根据权利要求1-5任意之一所述的一种基于3D打印的二维可控梯度互锁多胞结构，其特征在于：所述的二维梯度互锁多胞结构中增强相的体积分数范围为62.5％～99％。