一种兼具轻质承载与激光防护的力热超结构制备方法技术

技术编号:40838399 阅读:17 留言:0更新日期:2024-04-01 15:03
本发明专利技术公开了一种兼具轻质承载与激光防护的力热超结构制备方法,采用轻质金属骨架点阵与烧蚀型树脂基复合材料点阵相互嵌套的双重点阵结构设计,利用3D打印成型工艺,结合多种材料选区成型的新型技术优势,借助有限元数值模拟仿真计算优化,实现兼具轻质承载与激光防护的力热超结构一体化高精度成型。该方法制备出的超结构在设计范围内提升了结构比强度和比刚度,同时兼具激光防护功能,对整体减重及防护具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种兼具轻质承载与激光防护的力热超结构制备方法,属于超材料设计及多材料3d打印成型。


技术介绍

1、点阵超结构是一种具有优异力学性能的低密度结构,具有高比强度、比刚度、冲击吸能和减振降噪等特性。与传统固体材料相比,具有相同性能的点阵结构可以减重达70%以上,因此在火箭、卫星、高超声速飞行器等航天航空装备具有广泛的应用。航天航空装备服役时承受复杂的动载荷,产生的振动与热集中会严重干扰内部部件的工作精度,甚至失效。而受到运载或搭载能力的制约,以及元器件发热难以散去的限制,传统金属材料增厚或加大完全无法满足实际使用需求。因此对不同服役条件下的点阵结构研究与开发提出了更高要求。

2、此外,激光定向能毁伤武器已逐渐应用于军事作战场景中,而点阵中空承载结构对于激光的防护能力有限。而激光武器的防御主要依靠反射与吸收烧蚀将能量损耗,从而保护内部元器件。


技术实现思路

1、本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提出了一种兼具轻质承载与激光防护的力热超结构制备方法,实现轻质承载与激光防护超结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种兼具轻质承载与激光防护的力热超结构制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的力热超结构制备方法,其特征在于,金属骨架八面体点阵单元由八个等腰三角形构成,在金属骨架点阵的中空区域设计烧蚀型树脂基填充材料激光防护超结构,设计方法为:以每一个等腰三角形三条边的中点作为节点,向外做反向延伸形成三条臂,三条臂的交点为多个八面体胞元与胞元之间空隙的几何中心;从交点继续往外延伸出第四条臂,该条臂与前三条臂的夹角相等,长度相等,所形成的结构是一个四面体的几何中心与四个顶点的连线。

3.根据权利要求1所述的力热超结构制备方法,其特征在于,在面板上进行整体超结构3...

【技术特征摘要】

1.一种兼具轻质承载与激光防护的力热超结构制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的力热超结构制备方法,其特征在于,金属骨架八面体点阵单元由八个等腰三角形构成,在金属骨架点阵的中空区域设计烧蚀型树脂基填充材料激光防护超结构,设计方法为:以每一个等腰三角形三条边的中点作为节点,向外做反向延伸形成三条臂,三条臂的交点为多个八面体胞元与胞元之间空隙的几何中心;从交点继续往外延伸出第四条臂,该条臂与前三条臂的夹角相等,长度相等,所形成的结构是一个四面体的几何中心与四个顶点的连线。

3.根据权利要求1所述的力热超结构制备方法,其特征在于,在面板上进行整体超结构3d打印成型,具体方法为:在成型好的面板上采用双喷头金属-树脂一体化3d打印机将双重点阵结构逐层打印,每层打印顺序为先送粉式激光烧结打印金属材料,后挤出式紫外光选取固化树脂材料;最后一层将树脂材料填充所有空隙,形成完整平面,平面粗糙度小于等于6.4。

4.根据权利要求3所述的力热超结构制备方法,其特征在于,面板为激光切割成型的铝合金板,牌号与3d打印承载点阵超结构铝合金一致,厚度为0.5~1.5mm。

5.根据权利要求1所述的力热超结构制备方法,其特征在于,调整优化点阵结构单个胞元的尺寸、密度,实现结构密度与承载能力的匹配,使双重点阵结构在满足不超过20gpa过载与100mpa面载荷的服役...

【专利技术属性】
技术研发人员:纪玮王鹏飞冯相超王昕李梦竹迟百宏李振张尧
申请(专利权)人:中国航天科技创新研究院
类型:发明
国别省市:

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