【技术实现步骤摘要】
一种基于4D打印的温控自变形装置及其制备方法
本专利技术属于4D打印增材制造领域，更具体地，涉及一种基于4D打印的温控自变形装置及其制备方法。
技术介绍
在自变形装置的设计和使用过程中，不同的部位有着不同的变形量和性能要求。装置的功能和变形步骤越多，要求的激励点越多、结构越复杂。目前自变形装置主要采用铸造、溅射等传统方式制造“智能材料”，通过智能材料本身激励响应的特性实现变形。这种方式制造的构件往往结构单一，主要为薄膜、丝材、条状或块状。若涉及复杂的变形，往往需要传感器来感知环境变化，通过外力驱动机械结构发生变化，以达到自变形的目的。这种方式需供电，且要通过复杂的编程和机械设计实现。4D打印属于增材制造技术，可结合智能材料变形的特点和增材制造技术加工复杂零件的优越性，颠覆了传统制造“先模拟后制造”的造物方式，把产品设计通过打印机嵌入智能材料中，在外界激活条件的刺激下，无需外部驱动力和后续组装，便可按照事先的设计实现形状、性能和功能在时间和空间维度上可控变化，能够实现“材料-结构-功能一体化”制造，较传统制造方式更能满...
【技术保护点】
1.一种基于4D打印的温控自变形装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：建立自变形装置的三维模型，并根据预设的变形过程和功能对三维模型进行区域划分，划分的区域至少包括低温变形区、过渡区和高温变形区；其中，所述低温变形区能够在T1温度下发生形状变化，所述过渡区能够在T2温度下开始发生形状变化、且在T3温度下形状变化结束，所述高温变形区能够在T4温度下发生形状变化，并且，T1≤T2<T3≤T4；/nS2：设置所述低温变形区、所述过渡区和所述高温变形区的激光打印参数，使用镍钛基记忆合金粉末通过激光选区熔化技术对所述低温变形区、所述过渡区和所述高温变形区进行分区成...
【技术特征摘要】
1.一种基于4D打印的温控自变形装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立自变形装置的三维模型，并根据预设的变形过程和功能对三维模型进行区域划分，划分的区域至少包括低温变形区、过渡区和高温变形区；其中，所述低温变形区能够在T1温度下发生形状变化，所述过渡区能够在T2温度下开始发生形状变化、且在T3温度下形状变化结束，所述高温变形区能够在T4温度下发生形状变化，并且，T1≤T2<T3≤T4；
S2：设置所述低温变形区、所述过渡区和所述高温变形区的激光打印参数，使用镍钛基记忆合金粉末通过激光选区熔化技术对所述低温变形区、所述过渡区和所述高温变形区进行分区成形，得到智能变形件；其中，所述过渡区和所述高温变形区对应采用的镍钛基记忆合金粉末为镍-钛-锆三元合金粉末，通过控制锆元素在镍-钛-锆三元合金体系中的占比以分别调控打印形成的所述过渡区和所述高温变形区能够发生形状变化对应的温度条件；
S3：对所述步骤S2得到的所述智能变形件进行折叠，从而最终得到基于4D打印的温控自变形装置。
2.如权利要求1所述基于4D打印的温控自变形装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述低温变形区对应采用的镍钛基记忆合金粉末为镍-钛二元合金粉末；所述镍-钛二元合金粉末中Ni的含量为56wt％，其余为Ti；
任意一个所述镍-钛-锆三元合金粉末中Ti含量为30～37wt％，Zr的含量为11～21wt％，余量为Ni。
3.如权利要求1所述基于4D打印的温控自变形装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述低温变形区对应采用的镍钛基记忆合金粉末为镍-钛-锆三元合金粉末，锆元素在该镍-钛-锆三元合金体系中的占比不同于所述过渡区和所述高温变形区对应采用的镍钛基记忆合金粉末中锆元素占比；
任意一个所述镍-钛-锆三元合金粉末中Ti含量为30～37...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁，张媛玲，宋波，禹林，闫春泽，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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