一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法技术

一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法，先使用三维绘图软件绘制出多层吸波结构的三维模型，每层结构由多个结构单元组成，每个结构单元分为框架结构部分和吸波填料部分；将绘制好的三维模型导入到3D打印机中，得到用于3D打印的指令文件，然后由多喷头系统制备多层吸波结构；由主喷嘴打印框架结构部分，副喷嘴打印吸波填料部分；本发明专利技术提使用具有高含量吸波剂的复合材料制备填料部分，保证了整体结构的高吸波性能；同时使用高性能聚合物制备吸波结构框架，保证了整体结构的高力学强度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法
本专利技术涉及3D打印以及吸波材料的
，具体涉及一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法。
技术介绍
近年来，随着科技的发展，吸波材料在电磁屏蔽领域起到了越来越重要的作用。按照承载能力划分，吸波材料可以分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料。涂覆型吸波材料一般通过吸波剂与粘结剂混合制备而成，使用时在表面涂覆形成涂层。涂覆型吸波材料使用方便，并且具有很强的外形适应性，但是这种材料受制于涂层的厚度限制，一般有效吸收带宽较窄，而且存在涂层易脱落、本身没有力学承载能力等问题。为了解决上述问题，近些年来结构型吸波材料受到了越来越多的关注。通常将吸波剂与基体材料相复合得到吸波功能复合材料，在结合特定的形状，制备得到结构型吸波材料。通常来说，结构型吸波材料不仅具有吸收性能高、吸收频带宽等优点，而且具有一定的力学承载能力。然而，为了得到较好的吸收效果，往往需要在基体材料中添加较高含量的吸波剂材料，而高含量的吸波剂材料会降低基体材料的力学性能。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提出了一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法，使用多喷头系统一体化制备吸波结构，使用高性能聚合物制备吸波结构框架，使用含有高含量吸波剂的复合材料制备吸波填料；在保证多层吸波结构具有高吸波效果的同时，也具有良好的力学承载能力。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法，包括以下步骤：r>1)建立多层吸波结构三维模型并生成打印路径：使用三维绘图软件绘制出多层吸波结构的三维模型；其中，每层结构由多个结构单元组成；其中，每个结构单元分为框架结构部分和吸波填料部分；将绘制好的三维模型导入到3D打印机中，设置打印速度等工艺参数，得到用于3D打印的指令文件；2)3D打印工艺制备多层吸波结构：使用步骤1)中得到的3D打印指令文件，由多喷头系统制备多层吸波结构；由主喷嘴打印框架结构部分，副喷嘴打印吸波填料部分；框架结构部分的材料为高性能聚合物，吸波填料部分的材料为吸波剂和粘结剂的复合材料。所述的步骤1)中的结构单元为三角形结构单元、四边形结构单元、六边形结构单元、网格式结构单元的一种或多种。所述的步骤1)中框架结构部分和吸波填料部分，其形式为紧密贴合在一起，框架结构部分在外侧，吸波填料部分在内侧；或框架结构部分在内侧，吸波填料部分在外侧。所述的步骤2)中的高性能聚合物材料为聚醚醚酮(PEEK)、聚乳酸(PLA)、聚酰亚胺(PI)、尼龙(PA)等高性能聚合物材料中的一种或多种。所述的步骤2)中的粘结剂材料为环氧树脂材料、聚氨酯材料、氨基树脂材料中的一种或多种。所述的步骤2)中的吸波剂材料为羰基铁粉等金属材料，或石墨烯、碳纤维等碳系材料，或碳化硅、氮化硅等陶瓷材料中的一种或多种。本专利技术相比于现有技术，具有如下的有益效果：本专利技术提出来一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法，使用具有高含量吸波剂的复合材料制备填料部分，保证了整体结构的高吸波性能；同时使用高性能聚合物制备吸波结构框架，保证了整体结构的高力学强度；使用多喷头系统实现了整体结构的一体化制备，缩减了制造工序，提高了制备效率；同时保证了吸波构型的完整性，提高了框架部分和吸波填料部分的结合强度。附图说明图1为本专利技术实施例1中结构件的三维模型示意图。图2为本专利技术实施例2中结构件的三维模型示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1，一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法，包括以下步骤：1)建立多层吸波结构三维模型并生成打印路径：使用三维绘图软件绘制出双层吸波结构的三维模型；参照图1，第一层结构由四边形结构单元组成，边长为4mm，第二层结构同样由四边形结构单元组成，边长为6mm；其中，每个结构单元分为框架结构部分和吸波填料部分，框架结构部分在内侧，吸波填料部分在外侧；将绘制好的三维模型导入到3D打印机中，设置打印速度为20mm/min，得到用于3D打印的指令文件；2)3D打印工艺制备多层吸波结构：使用步骤1)中得到的3D打印指令文件，由多喷头系统制备多层吸波结构；其中由主喷嘴打印框架结构部分，副喷嘴打印吸波填料部分；框架结构部分的材料为聚乳酸材料，吸波填料部分的材料为羰基铁粉和环氧树脂的复合材料。实施例2，一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法，包括以下步骤：1)建立多层吸波结构三维模型并生成打印路径：使用三维绘图软件绘制出三层吸波结构的三维模型；参照图2，第一层结构由四边形结构单元组成，边长为3mm，第二层结构由四边形结构单元组成，边长为5mm，第三层结构由六边形结构单元组成，边长为6mm；其中，每个结构单元分为框架结构部分和吸波填料部分，框架结构部分在内侧，吸波填料部分在外侧；将绘制好的三维模型导入到3D打印机中，设置打印速度为15mm/min，得到用于3D打印的指令文件；2)3D打印工艺制备多层吸波结构：使用步骤1)中得到的3D打印指令文件，由多喷头系统制备多层吸波结构；其中由主喷嘴打印框架结构部分，副喷嘴打印吸波填料部分；框架结构部分的材料为聚醚醚酮材料，吸波填料部分的材料为石墨烯和环氧树脂的复合材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)建立多层吸波结构三维模型并生成打印路径：使用三维绘图软件绘制出多层吸波结构的三维模型；其中，每层结构由多个结构单元组成；每个结构单元分为框架结构部分和吸波填料部分；将绘制好的三维模型导入到3D打印机中，设置打印速度等工艺参数，得到用于3D打印的指令文件；/n2)3D打印工艺制备多层吸波结构：使用步骤1)中得到的3D打印指令文件，由多喷头系统制备多层吸波结构；由主喷嘴打印框架结构部分，副喷嘴打印吸波填料部分；框架结构部分的材料为高性能聚合物，吸波填料部分的材料为吸波剂和粘结剂的复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的空间多层吸波结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)建立多层吸波结构三维模型并生成打印路径：使用三维绘图软件绘制出多层吸波结构的三维模型；其中，每层结构由多个结构单元组成；每个结构单元分为框架结构部分和吸波填料部分；将绘制好的三维模型导入到3D打印机中，设置打印速度等工艺参数，得到用于3D打印的指令文件；
2)3D打印工艺制备多层吸波结构：使用步骤1)中得到的3D打印指令文件，由多喷头系统制备多层吸波结构；由主喷嘴打印框架结构部分，副喷嘴打印吸波填料部分；框架结构部分的材料为高性能聚合物，吸波填料部分的材料为吸波剂和粘结剂的复合材料。


2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的空间多层涂覆型吸波结构的制备方法，其特征在于：所述的步骤1)中的结构单元为三角形结构单元、四边形结构单元、六边形结构单元、网格式结构单元的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的空...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涤尘，张志坤，杨东，曹毅，尹义发，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61