【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于增材制造相关，更具体地，涉及一种增材制造的高强度变形结构的制备方法及结构。
技术介绍
1、随着工业技术的进步，近年来零部件向着复杂化、精密化、微型化方向发展，由此，具备较高成形自由度、精密零件能力的增材制造技术产生。目前，随着材料开发的进步，已经开发出适用于增材制造的形状记忆材料。
2、以往科研工作者通过磁控、温控、光控等方式控制变形结构的可控回复及运动。为了实现大变形的回复效果，通常采用水凝胶、pla等非金属材料，部分非金属材料可以达到90％-100％的回复效果，但以上非金属材料强度低，导致应用场景受限，若采用金属材料，其强度将会大幅提高，但形状记忆回复效果显著下降，一般低于20％。
3、部分科研工作者提出了采用磁流变液提高非金属材料的强度，经验证其效果良好，然而却缺乏形状记忆回复效果，无法应用于变形机械手、伸展臂等。因此，现有技术很难获得高强度兼具变形效果的结构及方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种增材制造的高强度变形结构的制备方法及结构，其目的在于利用具有形状记忆效果的外围空心结构和内部填充的磁流变液实现高强度兼具变形效果，由此解决现有技术无法获得高强度兼具变形效果的结构的技术问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，该方法包括以下步骤：
3、构建具有空心结构的变形结构零件模型并进行切片处理；
4、将形
5、对所述成形零件进行磁流变液填充并进行驱动训练，从而制得变形结构。
6、优选地，所述驱动训练包括以下步骤：
7、将填充磁流变液后的成形零件置于竖直方向磁场中，控制磁场强度以改变磁流变液强化效果，从而提升变形结构的强度；
8、撤销外界磁场，磁流变液强化效果消失，施加外力驱使所述成形零件变形为所需形状，并再次施加外界磁场，提升变形结构强度；
9、再次撤销外界磁场，将所述成形零件置于70℃～100℃的水中，并撤掉施加在所述成形零件上的外力，使得所述成形零件回复，从而完成驱动训练。
10、优选地，所述变形结构设有多个孔洞，所述孔洞用于连通空心结构与变形结构本体外部，以使所述磁流变液注入。
11、优选地，所述孔洞的直径为0.5-2mm，且所述孔洞直径小于所述空心结构的厚度。
12、优选地，所述磁流变液填充通过针头注射器注射进空心结构中。
13、优选地，所述变形结构本体的壁厚为0.5-2mm。
14、优选地，所述磁流变液包括纳米磁性颗粒，粒径为6-15nm，纳米颗粒含量为10-50％。
15、优选地，所述非金属材料的形状记忆回复率不小于90％。
16、优选地，所述非金属材料包括水凝胶、聚乳酸。
17、按照本专利技术的另一方面，提供了一种增材制造的高强度变形结构的制备方法所制备的变形结构，
18、所述结构本体为形状记忆的非金属材料，其内部为空心结构；
19、所述填充物为磁流变液，所述磁流变液填充于所述空心结构内。
20、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
21、1、本专利技术提出了一种增材制造的高强度变形结构的制备方法及结构，该结构的外围部分采用形状记忆合金制作而成，可以控制结构的变形状态及回复，形状记忆材料的变形回复效果与零件的壁厚有关，壁厚越大，回复能力越差，采用薄壁厚且具有空心特征的变形结构可以大幅提高变形回复效果。变形结构的驱动回复方式为温度驱动，具有成本低，控制方便的优势。形状记忆材料为非金属材料，成本低，大变形回复能力强。
22、2、本专利技术提出了一种增材制造的高强度变形结构的制备方法及结构，采用磁流变液作为填充强化物质，在不施加磁场条件下变形结构强度不受磁流变液影响，施加磁强情况下，能够提高结构的强度，进而提高结构的承载能力。控制磁场的强度，可控制磁流变液的强化效果。本专利技术的变形结构具有强度可控制，控制成本低的优点。
23、3、本专利技术提出了一种增材制造的高强度变形结构的制备方法及结构，该方法利用增材制造结合形状记忆材料进行制备，能够有效缩短生产周期、减少材料损耗、降低生产成本，并且具有成形零件质量高的优势。
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1.一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述驱动训练包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述变形结构设有多个孔洞，所述孔洞用于连通空心结构与变形结构本体外部，以使所述磁流变液注入。
4.根据权利要求3所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述孔洞的直径为0.5-2mm，且所述孔洞直径小于所述空心结构的厚度。
5.根据权利要求4所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述磁流变液填充通过针头注射器注射进空心结构中。
6.根据权利要求1所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述变形结构本体的壁厚为0.5-2mm。
7.根据权利要求1所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述磁流变液包括纳米磁性颗粒，粒径为6-15nm，纳米颗粒含量为10-50％。
8.根据权
9.根据权利要求8所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述非金属材料包括水凝胶、聚乳酸。
10.根据权利要求1-9任一项所述的增材制造的高强度变形结构的制备方法所制备的变形结构。
...【技术特征摘要】
1.一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述驱动训练包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述变形结构设有多个孔洞，所述孔洞用于连通空心结构与变形结构本体外部，以使所述磁流变液注入。
4.根据权利要求3所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述孔洞的直径为0.5-2mm，且所述孔洞直径小于所述空心结构的厚度。
5.根据权利要求4所述的一种增材制造的高强度变形结构的制备方法，其特征在于，所述磁流变液填充通过针头注射器注射进空心结...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋波，张志，范军翔，方儒轩，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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