[发明专利]一种异质金属仿生骨架吸能降噪结构及其增材制造方法

权利要求书

1.一种异质金属仿生骨架吸能降噪结构的增材制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.用三维软件建立仿生鱼骨架模型，并设定外层上骨架（1）、外层下骨架（2）和中间层骨架（3）参数，其中参数包括隔板数量、第一隔墙厚度t、第一隔墙高度h、第一隔墙间隔L、第一隔墙形状、第二隔墙高度H、第二隔墙形状、第二隔墙间隔、第二隔墙厚度、第一隔墙总层数k和隔板厚度m；

外层上骨架（1）和外层下骨架（2）分布在中间层骨架（3）上下两侧；

外层上骨架（1）和外层下骨架（2）为墨鱼骨砖墙式复合结构，中间层骨架（3）为墨鱼骨波纹结构，所述外层上骨架（1）、外层下骨架（2）和中间层骨架（3）占刚性总体积的40%-80%，外层上骨架（1）包括多个第一隔墙与多个隔板，隔板上均匀分布有多个第一隔墙，第n层隔板与第n+1层隔板通过第一隔墙上下连接，n≥1，第n层隔板上的第一隔墙与第n+1层隔板上的第一隔墙位置交错分布，第n层隔板上的第一隔墙与第n+2层隔板上的第一隔墙位置分布相同，第一隔墙厚度t=隔板厚度m，所述第一隔墙总层数k为偶数，k≥4；

所述外层下骨架（2）与外层上骨架（1）结构相同，外层下骨架（2）与外层上骨架（1）相对于中间层骨架（3）对称分布；

所述中间层骨架（3）为1层，中间层骨架（3）包含第二隔墙，第二隔墙均匀分布在外层上骨架（1）最下端隔板与外层下骨架（2）最上端隔板之间；第二隔墙高度H满足关系式：kh＜H＜2kh；其中h为第一隔墙高度；

所述的第一隔墙与第二隔墙形状为直线形、波浪形或折线形；

所述外层上骨架（1）、外层下骨架（2）和中间层骨架（3）由选区激光熔化技术一体化成形；

S2.将建好的仿生鱼骨架模型导入到Magics中进行处理，

①设置外层上骨架（1）和外层下骨架（2）加工材料为NiTi-Nb高阻尼形状记忆合金，加工参数为：激光功率180-220w，扫描速度600-1000mm/s，激光扫描间距80-120μm，层厚30μm；

②设置中间层骨架（3）加工材料为NiTi合金，加工参数为：激光功率75-105w，扫描速度300-600mm/s，激光扫描间距80-120μm，层厚30μm；

③选用旋转式扫描策略，旋转角度为57°或67°，条带宽度3-5mm；将处理好的模型导入到加工设备中备用；

S3.NiTi-Nb粉末选用Ni_50.0Ti粉末和非球形纯Nb粉末进行混粉，重量比为4:1或10:3，混合时间1-2小时；所述NiTi粉末Ni原子百分比为50-51%，其余为Ti原子；粒径均为15-53μm；

S4.选用多材料选区激光熔化设备打印，其中：

①将NiTi-Nb粉末置于粉末仓中，将NiTi粉末置于粉末漏斗中；

②调控成形舱室氧含量＜50ppm；

③对基板进行预热处理，预热温度100-150℃；准备工作完成后，开始打印；

S5.将加工好的产品进行后处理：

①将打印好的仿生骨架连同基板一同热处理，消除内应力；

②喷砂，去除结构件表面的附着颗粒、表面熔渣及氧化物；

③利用线切割工艺将仿生骨架从基板上取下备用；

S6.将处理好的仿生骨架和Mg块一同置于石墨电阻炉中进行无压渗透，炉内通保护气，温度800-1000℃，渗透完成后进行炉冷，然后取出。

2.根据权利要求1所述的一种异质金属仿生骨架吸能降噪结构的增材制造方法，其特征在于：所述中间层骨架（3）第二隔墙厚度为外层上骨架（1）第一隔墙厚度t的2倍-4倍，所述中间层骨架（3）相邻两个第二隔墙之间的间隔为外层上骨架（1）相邻两个第一隔墙间隔L的1/2-1/3。

3.根据权利要求1所述的一种异质金属仿生骨架吸能降噪结构的增材制造方法，其特征在于：所述外层上骨架（1）与外层下骨架（2）为均布骨架，所述的第一隔墙高度h与第一隔墙间隔L之比为常数c₁，h= c₁L，第一隔墙厚度t与第一隔墙间隔L之比为常数c₂，t= c₂L。

4.根据权利要求1所述的一种异质金属仿生骨架吸能降噪结构的增材制造方法，其特征在于：所述外层上骨架（1）与外层下骨架（2）为梯度骨架，第一隔墙厚度t和隔板厚度m随层数增加而递增，t_n＜t_n+1，m_n＜m_n+1，第一隔墙高度h以第1层为设计值，不发生梯度变化，其中，第1层为最外层，第n+1层靠近中间层骨架（3）。