[发明专利]基于可编程刚度的手性胞元构建的梯度点阵吸能结构及其3D打印方法

权利要求书

1.一种基于可编程刚度的手性胞元构建的梯度点阵吸能结构，其中：所述的可编程刚度的手性胞元，包括胞元结构，该胞元结构包括上环、中环、连接杆、下环，连接杆包括上部连接杆、下部连接杆；所述的上环、下环具有相同的几何形状，中环位于上环、下环之间，且上环、中环、下环的轴线均与胞元结构的中轴线重合；所述的上部连接杆，具有若干根；各上部连接杆的两端分别与上环、中环对应连接并倾斜地均匀分布在上环、中环之间，且各上部连接杆均相对于胞元结构的中轴线异面设置，同时各上部连接杆均与胞元结构的中轴线形成夹角ϴ；所述的下部连接杆，具有若干根；各下部连接杆的两端分别与下环、中环对应连接并倾斜地均匀分布在下环、中环之间，且各下部连接杆均相对于胞元结构的中轴线异面设置，同时各下部连接杆均与胞元结构的中轴线形成夹角-ϴ；其特征在于，所述梯度点阵吸能结构包括两层以上叠层布置的胞元层；每一层胞元层均包括若干个刚度相同的胞元结构；叠层布置的各胞元层的刚度，从上到下呈梯度变化；

处于同一胞元层的各胞元结构，相邻的两个胞元结构的上环之间、下环之间均通过横梁连接，而相邻两个胞元结构的中环之间则相间设置；

相邻的两层胞元层之间，处于上方的胞元层为上方胞元层，处于下方的胞元层则为下方胞元层；

上方胞元层的各胞元结构与下方胞元层的各胞元结构一一对应地同轴设置，且上方胞元层的各胞元结构的下环，与对应位置处的下方胞元层胞元结构的上环能够连接成一体或者一体设置。

2.根据权利要求1所述的梯度点阵吸能结构，其特征在于，处于同一轴线上的各胞元结构的夹角ϴ、夹角-ϴ，均按照从上到下呈梯度变化设置，而处于同一轴线上的各胞元结构的连接杆直径、中环内径均对应相同，以实现各胞元层的刚度从上到下呈梯度变化；

或者处于同一轴线上的各胞元结构的连接杆直径，均按照从上到下呈梯度变化设置，而处于同一轴线上的各胞元结构的夹角ϴ、夹角-ϴ、中环内径均对应相同，以实现各胞元层的刚度从上到下呈梯度变化；

或者处于同一轴线上的各胞元结构的中环内径，均按照从上到下呈梯度变化设置，而处于同一轴线上的各胞元结构的夹角ϴ、夹角-ϴ、连接杆直径均对应相同，以实现各胞元层的刚度从上到下呈梯度变化。

3.根据权利要求1所述的梯度点阵吸能结构，其特征在于，所述的胞元层包括三层，分别为上胞元层、中胞元层以及下胞元层；其中：

上胞元层各胞元结构的|夹角ϴ|、中胞元层各胞元结构的|夹角ϴ|、下胞元层各胞元结构的|夹角ϴ|按照从大到小的顺序设置；

上胞元层各胞元结构的|夹角-ϴ|、中胞元层各胞元结构的|夹角-ϴ|、下胞元层各胞元结构的|夹角-ϴ|按照从大到小的顺序设置；

任意两个胞元结构的连接杆直径、中环内径均对应相同。

4.根据权利要求1所述的梯度点阵吸能结构，其特征在于，所述的胞元层包括三层，分别为上胞元层、中胞元层以及下胞元层；其中：

上胞元层各胞元结构的连接杆直径、中胞元层各胞元结构的连接杆直径、下胞元层各胞元结构的连接杆直径按照从大到小的顺序设置；

任意两个胞元结构的夹角ϴ、夹角-ϴ、中环内径均对应相同。

5.根据权利要求1所述的梯度点阵吸能结构，其特征在于，所述的胞元层包括三层，分别为上胞元层、中胞元层以及下胞元层；其中：

上胞元层各胞元结构的中环内径、中胞元层各胞元结构的中环内径、下胞元层各胞元结构的中环内径按照从大到小的顺序设置；

任意两个胞元结构的夹角ϴ、夹角-ϴ、连接杆直径均对应相同。

6.根据权利要求1所述的梯度点阵吸能结构，其特征在于，所述上部连接杆的数量与下部连接杆的数量、尺寸一致，且每一根上部连接杆与中环的连接位点均处于相邻的两根下部连接杆与中环的连接位点之间。

7.根据权利要求1所述的梯度点阵吸能结构，其特征在于，上环、下环的几何形状为圆环。

8.一种梯度点阵吸能结构的3D打印方法，其特征在于：以直径不超过50微米的球形镍钛合金粉末为原材料，采用选区激光熔化技术一体成型权利要求1所述的梯度点阵吸能结构；加工工艺参数如下：激光功率为250W，扫描速度为1200mm/s，扫描间距为50微米，光斑直径50微米。