【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于增材制造，具体涉及二次曲面结构的离散分形结构与多级逼近悬空3d打印方法。
技术介绍
1、二次曲面是数学概念，描述了可通过二次方程表示的曲面种类，包括球面、抛物面、圆柱面、圆锥面、双曲面等，除曲面母线以外的直线与二次曲面相交于两个点，相切于一点。在工程上，二次曲面广泛应用于声学、电磁学、流体力学等领域的结构器件设计：比如通过二次曲面建模声音的传播和反射，以优化音响系统设计；用于调整电场和磁场的分布，对天线的指向性进行分析优化；用于调整流体的流动与压力分布，优化机翼、车辆等外形结构设计。
2、针对二次曲面结构的传统制造手段需要开发模具，工艺流程繁杂、生产周期长、制造成本高，且受限于模具尺寸，难以一体化成形大型曲面结构。3d打印技术给二次曲面结构的开发带来了便利，而其中材料挤出式3d打印工艺是使用最广泛的3d打印技术。
3、然而现有材料挤出式3d打印方法为克服重力等外场力作用，通常需要对大倾角的曲面结构添加额外的支撑，以避免材料塌陷进而保证构件的形状精度；这类支撑从平台延伸到构件表面，耗费大量材料与制造时...
【技术保护点】
1.二次曲面结构的离散分形结构，其特征在于：根据离散方式分为笛卡尔坐标离散结构和极坐标离散结构，笛卡尔坐标离散结构和极坐标离散结构均包括边缘支架(1)，边缘支架(1)内部上面连接悬空逼近曲线结构，悬空逼近曲线结构上面连接离散多面体(3)，离散多面体(3)上面连接二次曲面(4)；其中笛卡尔坐标离散结构形式的悬空逼近曲线结构由多级逼近曲线结构(2-1)和交向逼近曲线结构(2-2)组成，极坐标离散结构形式的悬空逼近曲线结构由多级逼近曲线结构(2-1)、分形单元结构(2-3)和环绕多边形结构(2-4)组成；悬空逼近曲线结构采用多级逼近悬空3D打印方法制造。
2.权...
【技术特征摘要】
1.二次曲面结构的离散分形结构，其特征在于：根据离散方式分为笛卡尔坐标离散结构和极坐标离散结构，笛卡尔坐标离散结构和极坐标离散结构均包括边缘支架(1)，边缘支架(1)内部上面连接悬空逼近曲线结构，悬空逼近曲线结构上面连接离散多面体(3)，离散多面体(3)上面连接二次曲面(4)；其中笛卡尔坐标离散结构形式的悬空逼近曲线结构由多级逼近曲线结构(2-1)和交向逼近曲线结构(2-2)组成，极坐标离散结构形式的悬空逼近曲线结构由多级逼近曲线结构(2-1)、分形单元结构(2-3)和环绕多边形结构(2-4)组成；悬空逼近曲线结构采用多级逼近悬空3d打印方法制造。
2.权利要求1所述的离散分形结构中的多级逼近曲线结构(2-1)的多级逼近悬空3d打印方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的二次曲面结构的离散分形结构，其特征在于：对于笛卡尔坐标离散结构的交向逼近曲线结构(2-2)，所逼近的曲线是二次曲面与交向平面的交线；交向平面与基准向平面相交采用正交方式；交向平面与多个并排的多级逼近曲线结构(2-1)的最高级逼近线、边缘支架(1)的上边框相交得到离散连接点，当打印头牵引丝束沿一个方向依次经过离散连接点并沉积固定，即成形交向逼近曲线结构(2-2)；所有交向逼近曲线结构(2-2)与多级逼近曲线结构(2-1)的最高层级逼近线共同组成离散多面体(3)的框架。
4.根据权利要求1所述的二次曲面结构的离散分形结构，其特征在于：极坐标离散结构的二次曲面为回转曲面，其悬空逼近曲线结构不过回转轴，设平面到回转轴的距离即偏置距离等于a；旋转阵列的多级逼近曲线结构(2-1)中，如果在两相交线形成的扇形区域的远离轴心处，纬向间距大于平行线间距2a；分形单元结构(2-3)也是绕中轴旋转阵列的，均匀分布于各扇形区域内；分形单元结构(2-3)由多级逼近线组成；对于每一级结构，由两条平行线段及连接线段在该层级的轴向投影决定构型；分形单元结构(2-3)多的多级逼近悬空3d打印方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的二次曲面结构的离散分形结构，其特征在于：定义第一次引入的分形单元结构为一阶分形单元结构，判断加入一阶分形单元结构后，被分割形成的新扇形区域，在远离轴心处的纬向间距是否大于平行线间距2a，若是则需进一步引入二阶分形单元结构，继续分割新扇形区域；二阶分形单元结构的构造原理同上，当完成二阶分形单元结构成形后，继续判断是否需要...
【专利技术属性】
技术研发人员：田小永，康友伟，李鋆泽，李海洋，刘腾飞，李涤尘，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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