[发明专利]一种异质材料梯度结构连接接头及其制备方法

权利要求书

1.一种异质材料梯度结构连接接头，其特征在于，包括：

连接部(3)，所述连接部(3)包括相互嵌合的第一渐变结构(31)和第二渐变结构(32)，所述第一渐变结构(31)和所述第二渐变结构(32)的材料不同；

第一母材部(1)，所述第一母材部(1)连接在所述连接部(3)上靠近所述第一渐变结构(31)的一端，且所述第一母材部(1)的材料和所述第一渐变结构(31)的材料相同；

第二母材部(2)，所述第二母材部(2)连接在所述连接部(3)上的远离所述第一母材部(1)的一端，且所述第二母材部(2)的材料和所述第二渐变结构(32)的材料相同；

在所述连接部(3)的远离所述第一母材部(1)的方向上，所述第一渐变结构(31)的空间密度逐渐减小，所述第二渐变结构(32)的空间密度逐渐增大；

其中，所述第一渐变结构(31)的材料的熔点高于所述第二渐变结构(32)的材料的熔点；

所述第一渐变结构(31)包括多根连接杆，所述多根连接杆在三维空间内交错形成第一点阵结构；

所述第二渐变结构(32)包裹所述第一点阵结构并填充所述第一点阵结构的空隙；

在远离所述第一母材部(1)的方向上，所述连接杆的杆径逐渐减小，形成梯度点阵结构，以使所述第一渐变结构(31)的空间密度逐渐减小，所述第二渐变结构(32)的空间密度逐渐增大。

2.一种异质材料梯度结构连接接头的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备权利要求1所述的异质材料梯度结构连接接头，所述方法包括：

根据第一母材部和第一渐变结构及其材料特征，绘制对应的CAD模型；

根据所述第一母材部和所述第一渐变结构的材料以及对应的CAD模型，采用3D打印工艺，得到所述第一母材部和所述第一渐变结构；

将所述第一母材部和所述第一渐变结构放入相应尺寸的浇筑模具，其中，所述第一渐变结构在所述第一母材部的上部；

将第二母材部和第二渐变结构的材料加热融化，得到浇筑液；

对所述浇筑液进行预处理，并将预处理后的浇筑液浇入放有所述第一母材部和所述第一渐变结构的浇筑模具，使浇筑液浸入所述第一渐变结构的空隙中，从而形成包含异质材料的梯度点阵连接结构；

冷却凝固，得到包含连接部、所述第一母材部和所述第二母材部的异质材料梯度结构连接接头。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

根据所述第一母材部和所述第一渐变结构的材料以及对应的CAD模型，采用3D打印工艺，得到所述第一母材部和所述第一渐变结构，包括：

将所述第一母材部和所述第一渐变结构对应的CAD模型转换为STL文件，并将STL文件导入切片软件；

依据所述第一母材部和所述第一渐变结构的材料特征和几何特征，确定对应的3D打印参数，得到切片文件；

将所述第一母材部和所述第一渐变结构的材料所对应的粉末加入3D打印设备中，并进行打印准备工作；

将所述切片文件导入3D打印设备，进行激光选区熔化加工，得到初始的第一母材部和第一渐变结构；

将初始的第一母材部和第一渐变结构从基板上取下，并进行处理，得到所述第一母材部和所述第一渐变结构。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

在将所述第一母材部和所述第一渐变结构的材料所对应的粉末加入3D打印设备中的步骤之前，所述方法还包括：

将所述第一母材部和所述第一渐变结构的材料所对应的粉末进行烘干和筛粉处理，以控制粉末粒径，降低粉末湿度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述进行打印准备工作的步骤，至少包括：

进行基板打磨、刮刀粗调、平台位置精调和提供惰性气体氛围。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

将所述切片文件导入3D打印设备，进行激光选区熔化加工，得到初始的第一母材部和第一渐变结构，包括：

将所述切片文件导入3D打印设备，进行激光选区熔化加工；

向3D打印设备中通入空气，并释放惰性气体，取件，进行热处理，得到初始的第一母材部和第一渐变结构。