[发明专利]一种薄壁异质结构的曲面共形4D打印方法及异质结构

权利要求书

1.一种薄壁异质结构的曲面共形4D打印方法，其特征在于，包括：

通过计算机构建目标曲面异质功能结构三维模型，对三维模型分割、展开，转化为临时平面结构；

选取非晶态聚合物和导电材料，对临时平面结构进行平面异质加工；

使用聚合物有机溶剂雾化处理异质加工后的临时平面结构；

临时平面结构与待共形曲面加热，使临时平面结构中的聚合物材料完全转化为橡胶态；

将橡胶态软化的临时平面结构与待共形曲面贴合，并调整共形得到校准异质结构；

待校准异质结构完全冷却至非晶态聚合物玻璃态温度，得到目标曲面共形薄壁异质结构。

2.根据权利要求1所述的薄壁异质结构的曲面共形4D打印方法，其特征在于，对临时平面结构进行平面异质加工包括如下步骤：

根据目标曲面异质功能结构三维模型，用熔融沉积成形技术，将非晶态聚合物通过聚合物打印喷头在打印平台上打印电介质基底及定位辅助边缘，再通过金属打印喷头在电介质基底上打印导电谐振环。

3.根据权利要求1所述的薄壁异质结构的曲面共形4D打印方法，其特征在于，所述非晶态聚合物为聚乳酸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯3D打印材料。

4.根据权利要求1所述的薄壁异质结构的曲面共形4D打印方法，其特征在于，所述导电材料为金属元素Bi、Sn、Pb或In组成的合金或导电银浆。

5.根据权利要求1所述的薄壁异质结构的曲面共形4D打印方法，其特征在于，采用聚合物有机溶剂对所制备的临时平面结构进行雾化处理，聚合物有机溶剂包括三氯甲烷、丙酮或丁基酮。

6.根据权利要求1所述的薄壁异质结构的曲面共形4D打印方法，其特征在于，所述临时平面结构与待共形曲面加热至温度略高于所使用非晶态聚合物材料的玻璃化转变温度，使临时平面结构中的聚合物基质完全转化为橡胶态。

7.根据权利要求1所述的薄壁异质结构的曲面共形4D打印方法，其特征在于，临时平面结构与待共形曲面贴合，调整对齐定位辅助边缘与曲面模具上的定位孔进行校准。

8.一种权利要求1-7任一项所述方法得到的薄壁异质结构，其特征在于，包括待共形曲面和临时平面结构，沿临时平面结构四周分布有定位辅助边缘，临时平面结构附在待共形曲面上与其贴合，并通过定位辅助边缘与待共形曲面定位；临时平面结构上设有若干电介质基底阵列和其上的导电谐振环。

9.根据权利要求8所述方法得到的薄壁异质结构，其特征在于，所述待共形曲面为底部为平面、顶部为曲面的结构，沿待共形曲面四周设有若干平行排布的开环槽，开环槽与定位辅助边缘上的定位孔对接。