基于3D打印工艺的超材料吸波结构及其制备方法与应用技术

本申请公开了基于3D打印工艺的超材料吸波结构及其制备方法与应用，涉及吸波复合材料领域；所述基于3D打印工艺的超材料吸波结构的制备方法，包括以下步骤：将聚醚醚酮树脂溶于羰基铁溶剂后，通过3D打印，获得超材料吸波结构。旨在解决现有技术所制造的超材料吸波结构吸波性能不稳定的技术问题。本申请还公开了一种如上所述方法制备而得的超材料吸波结构及其应用。其应用。其应用。

【技术实现步骤摘要】
基于3D打印工艺的超材料吸波结构及其制备方法与应用


[0001]本申请涉及吸波复合材料领域，尤其涉及基于3D打印工艺的超材料吸波结构及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]电磁隐身功能是衡量新一代飞机性能的重要指标之一，当前飞机中应用最多的隐身功能零件为吸波复合材料，其通常采用芳纶蜂窝芯材+浸渍电磁吸收剂涂层的方式制备而成，通过调节蜂窝孔径大小、结构高度、电磁吸收剂涂层参数和厚度等手段实现对吸波复合材料隐身性能的调控。
[0003]但受现有吸波复合材料制造技术限制，在制备过程中存在浸渍不均匀、吸收剂涂层易掉落等情况，容易导致所述吸波复合材料的吸波性能不稳定。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的是提供基于3D打印工艺的超材料吸波结构及其制备方法与应用，旨在解决现有技术所制造的超材料吸波结构吸波性能不稳定的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出了基于3D打印工艺的超材料吸波结构的制备方法，包括以下步骤：将聚醚醚酮树脂溶于羰基铁溶剂后，通过3D打印，获得超材料吸波结构。
[0006]作为本申请一些可选实施方式，所述3D打印的步骤，包括：将聚醚醚酮树脂和羰基铁溶剂混合后，干燥、挤出获得3D打印复合丝材；将所述3D打印复合丝材通过熔融沉积成型，获得超材料吸波结构。
[0007]作为本申请一些可选实施方式，所述干燥的条件参数为：干燥温度为75℃
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85℃，干燥时间为11h
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13h。
[0008]此外，为实现上述目的，本申请还提供了一种基于3D打印工艺的超材料吸波结构，通过上述方法制备而得。
[0009]作为本申请一些可选实施方式，所述超材料吸波结构中的单胞包括：大平板层；以及在所述大平板层上方的金字塔阵列；其中，所述大平板层厚度为2mm，所述金字塔阵列厚度为18mm。
[0010]作为本申请一些可选实施方式，所述大平板层包括2层，每层厚度为1mm，边长为30mm。
[0011]作为本申请一些可选实施方式，所述金字塔阵列包括18层，每层厚度为1mm。
[0012]作为本申请一些可选实施方式，所述金字塔阵列包括：中心金字塔，所述中心金字塔的水平截面为正方形；以及围绕在所述中心金字塔阵列四周的第一金字塔，所述第一金字塔分为四部分，并且所述第一金字塔的第一边长与所述中心金字塔的边长相同；
在所述金字塔阵列的四角位置还包括了第二金字塔，所述第二金字塔的水平截面为正方形，并且所述第二金字塔的边长等于所述第一金字塔的第二边长。
[0013]作为本申请一些可选实施方式，所述中心金字塔最底层的边长为15mm，所述边长由下至上逐层递减0.8mm。
[0014]作为本申请一些可选实施方式，所述第一金字塔最底层的第一边长为15mm，第二边长为5mm；其中，所述第一边长由下至上逐层递减0.4mm，所述第二边长由下至上逐层递减0.1mm。
[0015]作为本申请一些可选实施方式，所述第二金字塔最底层的边长为5mm，所述边长由下至上逐层递减0.2mm。
[0016]此外，为实现上述目的，本申请还提供了一种如上所述基于3D打印工艺的超材料吸波结构的应用，用于制备飞机零件。
[0017]由于本申请所述超材料吸波结构在进行3D打印前，将聚醚醚酮树脂溶于羰基铁溶剂中作为3D打印复合丝材，使所述3D打印复合丝材结合了羰基铁溶剂本身所具有的复数磁导率虚部高、磁损耗角大、吸波能力强且频带宽等显著优点，从而提高了3D打印成型后的超材料吸波结构的吸波性能。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0019]图1为本申请实施例涉及的超材料吸波结构中单胞的正视结构示意图；图2为本申请实施例涉及的超材料吸波结构中单胞的轴测结构示意图；图3为本申请实施例涉及的超材料吸波结构中单胞的俯视结构示意图；图4为本申请实施例涉及的超材料吸波结构的结构示意图；图5为本申请实施例涉及的超材料吸波结构的电磁吸波性能曲线图；其中，1为大平板层，2为金字塔阵列，2
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1为中心金字塔，2
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2为第一金字塔，2
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3为第二金字塔。
[0020]本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]电磁隐身功能是衡量新一代飞机性能的重要指标之一，当前飞机中应用最多的隐身功能零件为超材料吸波结构，其通常采用芳纶蜂窝芯材+浸渍电磁吸收剂涂层的方式制备而成，通过调节蜂窝孔径大小、结构高度、电磁吸收剂涂层参数和厚度等手段实现对超材
料吸波结构隐身性能的调控。
[0023]但受现有超材料吸波结构制造技术限制，在制备过程中存在浸渍不均匀、吸收剂涂层易掉落等情况，容易导致所述超材料吸波结构的吸波性能不稳定。
[0024]基于此，本申请提供了一种基于3D打印工艺的超材料吸波结构的制备方法，包括以下步骤：将聚醚醚酮树脂溶于羰基铁溶剂后，通过3D打印，获得所述超材料吸波结构。
[0025]相较于现有技术，本申请将聚醚醚酮树脂溶于羰基铁溶剂后，通过3D打印，获得所述超材料吸波结构，而使得3D打印材料本申请就具备电磁波吸收功能，从而获得优异电磁隐身性能的超材料吸波结构。
[0026]3D打印技术作为一种具有高度灵活性的制造技术逐渐迈入主流市场。3D打印技术具有材料利用率高、材料体系丰富、易成形复杂制件、成本低等优点，3D打印技术是一种通过材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，自下而上、逐层累加的工艺特点使得其在成型复杂结构方面具备明显优势，本申请利用3D打印技术，可以便捷地实现具有电磁波吸收超材料的加工制造，可以快速完成普通加工工艺难以完成的复杂结构材料与器件制造，从而缩短加工周期、降低加工成本。作为本申请一些可选实施方式，所述3D打印的步骤，包括：将聚醚醚酮树脂和羰基铁溶剂混合后，干燥、挤出获得3D打印复合丝材；将所述3D打印复合丝材通过熔融沉积成型，获得超材料吸波结构。
[0027]为了防止在干燥过程中温度过高而导致部分羰基铁溶剂发生氧化反应，作为本申请一些可选实施方式，所述干燥的条件参数为：干燥温度为75℃
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85℃，干燥时间为11h
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13h；举例说明，如干燥温度为80℃，干燥时间为12h。
[0028]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于3D打印工艺的超材料吸波结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚醚醚酮树脂溶于羰基铁溶剂后，通过3D打印，获得超材料吸波结构。2.根据权利要求1所述基于3D打印工艺的超材料吸波结构的制备方法，其特征在于，所述3D打印的步骤，包括：将聚醚醚酮树脂和羰基铁溶剂混合后，干燥、挤出获得3D打印复合丝材；将所述3D打印复合丝材通过熔融沉积成型，获得超材料吸波结构。3.根据权利要求2所述基于3D打印工艺的超材料吸波结构的制备方法，其特征在于，所述干燥的条件参数为：干燥温度为75℃
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85℃，干燥时间为11h
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13h。4.一种基于3D打印工艺的超材料吸波结构，其特征在于，通过权利要求1
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3任一项所述方法制备而得。5.根据权利要求4所述基于3D打印工艺的超材料吸波结构，其特征在于，所述超材料吸波结构中的单胞包括：大平板层；以及在所述大平板层上方的金字塔阵列；其中，所述大平板层厚度为2mm，所述金字塔阵列厚度为18mm。6.根据权利要求5所述基于3D打印工艺的超材料吸波结构，其特征在于，所述大平板层包括2层，每层厚度为1mm，边长为30mm。7.根据权利要求5所述基于3D打印工艺的超材料吸波结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣鹏，李晓军，杨东，门向南，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：