[发明专利]传感弹性泡沫及其多通道同轴挤出的增材制造设备与方法

权利要求书

1.一种传感弹性泡沫，其特征在于，所述传感弹性泡沫（10）为弹性介电单元，由不少于3层的多孔网格堆叠形成，每层多孔网格由核-壳线条结构单元交织形成，所述核-壳线条结构单元包括弹性线条单元（101）、传感单元（102）和导线单元（103），其中所述传感单元（102）和导线单元（103）为核，弹性线条单元（101）为壳。

2.根据权利要求1所述的传感弹性泡沫，其特征在于，所述弹性线条单元（101）的线宽为500-2000微米，壁厚为100-2000微米；所述传感单元（102）的线宽为10-1500微米，所述导线单元（103）的线宽为10-1500微米。

3.根据权利要求1所述的传感弹性泡沫，其特征在于，所述多孔网格的图案类型为纵横交错型、三角形或六边形中的一种。

4.一种多通道同轴挤出的增材制造设备，其特征在于，包括空压机（1）、气路分线头（2）、电子气压阀（3）、连接气管（4）、装载料筒（5）、多通道同轴喷头（6）、XYZ运动模组（7）、夹具（8）及机身（9），所述机身（9）上设置有XYZ运动模组（7），装载料筒（5）通过夹具（8）固定在机身（9）上，空压机（1）通过气路分线头（2）及连接气管（4）与装载料筒（5）及多通道同轴喷头（6）连接，所述气路分线头（2）与装载料筒（5）之间设置有电子气压阀（3），用于控制不同模式线条的挤出，所述多通道同轴喷头（6）位于Y运动模组（72）的正上方。

5.根据权利要求4所述的多通道同轴挤出的增材制造设备，其特征在于，所述多通道同轴喷头（6）包括第一通道（61）、第二通道（62）和第三通道（63），三个通道在同轴喷头内部，互不联通，并在喷头末端汇聚，成高度差，其中第三通道（3）包络第二通道（2），第二通道（2）包络第一通道（1），喷头总体尺寸为0.6-1.5 mm。

6.根据权利要求5所述的多通道同轴挤出的增材制造设备，其特征在于，所述装载料筒（5）包括传感材料筒（51）、导线材料筒（52）和弹性材料筒（53），其中所述传感材料筒（51）与第一通道（61）连接，传感材料从第一通道（61）挤出；

所述导线材料筒（52）与第二通道（62）连接，导线材料从第二通道（62）挤出；

所述弹性材料筒（53）与第三通道（63）连接，弹性材料从第三通道（3）挤出。

7.根据权利要求6所述的多通道同轴挤出的增材制造设备，其特征在于，所述传感材料包含碳基导电液、碳基导电膏、导电聚合物水凝胶、导电离子凝胶中的一种或多种，传感材料的导电率为10²~10⁵ S/m，黏度为10²~10⁶ cps；

导线材料包含导电离子液、导电聚合物溶液、镓铟锡合金的一种或多种，导线材料的导电率为10⁵~10⁷ S/m，黏度为1~10³ cps；

弹性材料包括聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、热塑性橡胶、热塑性树脂中的一种或多种，黏度为10⁵~10⁹ cps。

8.权利要求4所述的多通道同轴挤出的增材制造设备进行线条模式变换及调节方法，其特征在于，所述线条模式变换及调节方法主要通过切换各自通道的气压开关的开合，从而实现几种不同模式线条的挤出：

①第三通道（63）开，第一通道（61）开，第二通道（62）关，挤出形成传感单元；

②第三通道（63）开，第一通道（61）关，第二通道（62）开，挤出形成导线单元；

③第三通道（63）开，第一通道（61）关，第二通道（62）关，挤出形成弹性线条单元；

各通道的气压范围为0-800 KPa，通过改变各通道的气压比例调节传感材料所占线宽的比例大小。