[发明专利]一种结构可控的多孔材料增材制造方法

权利要求书

1.一种结构可控的多孔材料增材制造方法，其特征在于，包括：构建待加工工件的三维实体模型；对所述三维实体模型进行二维切片化处理，得到切层数据；对所述切层数据进行扫描路径规划，并控制相邻两个二维切片的层间旋转角度、扫描间隔和层间厚度，形成扫描路径数据；将所述扫描路径数据导入增材制造设备中，选择与所要制造的多孔材料材质相同的原料，进行自动打印得到所述结构可控的多孔材料。

2.根据权利要求1所述结构可控的多孔材料增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定多孔材料需要达到的技术要求，设计多孔材料的内部孔型、孔径大小、孔洞数量以及空间分布，构建待加工工件的三维实体模型；

根据多孔材料需要达到的技术要求及增材制造工艺要求，确定原料的种类、状态及相应的各项特征；

将所述三维实体模型进行二维切片化处理，得到切层数据，对所述切层数据进行扫描路径规划，并控制相邻两个二维切片的层间旋转角度、扫描间隔和层间厚度，获得扫描路径数据；

将所述扫描路径数据导入增材制造设备，设定增材制造参数，将所述原料装入增材制造设备，开始自动打印，获得所述结构可控的多孔材料。

3.根据权利要求2所述结构可控的多孔材料增材制造方法，其特征在于，所述增材制造设备包括激光3D打印设备和电子束3D打印设备；

所述增材制造的原料包括粉末、浆料、膏状材料；优选地，所述原料为金属材料、陶瓷材料和高分子材料中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述结构可控的多孔材料增材制造方法，其特征在于，控制相邻两个二维切片的层间旋转角度为10-90°，扫描间隔为20-300微米及层间厚度为20-100微米。

5.根据权利要求2所述结构可控的多孔材料增材制造方法，其特征在于，所述增材制造参数包括增材制造功率、扫描速度；

优选地，所述增材制造设备为激光3D打印设备时，增材制造参数设定如下：增材制造功率为50-300W、扫描速度为300-2000mm/s；

优选地，所述增材制造设备为电子束3D打印设备时，增材制造参数设定如下：增材制造功率为500-3000W、扫描速度为5-80m/s。

6.一种结构可控的多孔材料，其特征在于，所述结构可控的多孔材料采用权利要求1-5中任一项所述增材制造方法制备得到。

7.根据权利要求6所述结构可控的多孔材料，其特征在于，采用所述的增材制造方法实现对所述多孔材料的微细结构精细化控制，包括多孔材料的孔径大小、孔型、孔隙率以及空间分布。

8.根据权利要求7所述结构可控的多孔材料，其特征在于，所述多孔材料的孔型为规则和/或不规则孔型；

优选地，所述规则孔型包括三角形、方形、菱形以及其他多边形孔型。

9.根据权利要求7所述结构可控的多孔材料，其特征在于，所述多孔材料的空间分布主要包括孔洞的贯通状态和分布角度；

优选地，贯通状态包括孔洞结构的全部贯通、部分贯通及不贯通中的任意一种；

优选地，分布角度包括孔洞结构的垂直分布、倾斜分布和具有不同角度的混合分布。

10.根据权利要求6-9中任一项所述结构可控的多孔材料，其特征在于，采用所述增材制造方法可制备平均孔径为20-300微米、孔隙率为5-65％及孔型和空间分布灵活可控的多孔材料。