[发明专利]一种3D打印多重形状记忆智能复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印多重形状记忆智能复合材料的制备方法。该方法包括：预设聚合物样品实物结构以及预设不同聚合物结构的排布方式；基于固化程序将三维建模模型以预设切片处理后获得三维建模模型的切片的格式文件；将格式文件预设入一3D打印系统之中，预设3D打印参数，并基于预设的排布方式及预设三维建模进入3D打印步骤；将打印好的材料加热到Tn温度以上赋予临时形状，该制备方法可实现多种形状记忆聚合物的复合，制备方法简单，易于操作，制备好的材料具有多个变形温度，形状记忆的恢复过程人为可控，可实现多个阶段的形状记忆变形过程。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，尤其涉及一种3D打印多重形状记忆智能复合材料的制备方法。

背景技术

3D打印也称增材制造，是一种快速成型技术，与等材制造和耗材制造不同，它是一种以数字驱动材料逐层堆积成型，将传统的多维制造变为二维制造的一种新型智能制造技术。突破了异质材料复合和功能梯度结构的技术瓶颈，从根本上改变了设计思路，推动了面向工艺的设计向面向性能的设计发展。3D打印技术的快速发展在一定程度上解除了智能材料结构设计的约束，使新一代智能材料的设计与制造更加专注于形态创意和功能创新。

依据现行趋势的研究表明。形状记忆材料是一种刺激响应智能材料，但单一形状记忆材料只具有一个初始的永久形状和一个临时形状，样品只具有一个变形可逆的开关，难以实现多级形状记忆效应，形状记忆效应恢复过程不可控，这些在一定程度上限制了形状记忆材料的应用，同时也限制了形状记忆聚合物功能特性的进一步拓展。

多重形状记忆智能材料一般为多种聚合物交联或复合制备而成，不同聚合物的变形温度不同，使得复合材料具有多个变形的可逆开关，具有多重形状记忆效应可控的优点，可满足智能设备中更复杂的应用需求。

发明内容

本发明要解决如何有效地将形状记忆智能材料与3D打印技术相融合，通过将多种具有不同变形温度的形状记忆聚合物复合，使制备的智能材料具有多个变形温度，具有多重形状记忆效应可控的特性的技术问题，提供一种3D打印多重形状记忆智能复合材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种3D打印多重形状记忆智能复合材料的制备方法，包括：

步骤一，通过基于计算机的固化程序建立可用于3D打印的聚合物材料库，并预设聚合物样品实物结构以及预设不同聚合物结构的排布方式；

其中，所述排布方式为层状或者排状；

步骤二，基于预设聚合物样品实物结构以及预设不同聚合物结构的排布方式预设样品实物结构，并构建出可3D打印的三维建模型；

步骤三，基于所述固化程序将所述三维建模模型以预设切片处理后获得三维建模模型的切片的格式文件；

所述格式文件为STL格式文件；

步骤四，将所述格式文件预设入一3D打印系统之中，预设3D打印参数，并基于预设的排布方式及预设三维建模进入3D打印步骤；

步骤五，基于所述3D打印系统，将被选择的聚合物依次设定变形温度；

所述变形温度依次递增，且在到达一预设的赋形温度(Tn)时，使得被3D打印建模的中间产品赋予临时形状，在冷却到初始加热温度下固定所述临时形状，在将赋予形之后的材料由初始温度逐级加热到赋形温度(Tn)，以此实现分阶段的多次赋予变形；

其中，赋形时的临时变形时间具有预设间隔，且该预设间隔基于加热过程的时间进行预设。

可选择地，所述聚合物材料库中选备的方式为：

所述聚合物具有不同的变形温度，且多种所述聚合物具有形变记忆的性质。

可选择地，所述聚合物材料库中选备的材料时的方式包括：