一种基于3D打印的变刚度夹芯复合材料结构及其成型方法与流程

文档序号:24444455发布日期:2021-03-27 03:35阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于3d打印的变刚度夹芯复合材料结构,其特征在于,包括芯材(3)、上面板(1)和下面板(2);芯材(3)固定设置在上面板(1)和下面板(2)之间,形成夹层结构;芯材为多孔板状结构,且芯材的孔间距或者孔大小自一个方向向另一个方向递减,形成变刚度夹层。2.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的变刚度夹芯复合材料结构,其特征在于,芯材上的孔为蜂窝六边形、三角形或矩形栅格。3.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的变刚度夹芯复合材料结构,其特征在于,芯材上的孔为贯穿芯材的通孔。4.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的变刚度夹芯复合材料结构,其特征在于,芯材(3)与上面板(1)和下面板(2)之间均通过粘结连接。5.一种基于3d打印的变刚度夹芯复合材料结构的成型方法,其特征在于,基于权利要求(1)至(4)任意一项所述的一种基于3d打印的变刚度夹芯复合材料结构,包括以下步骤:1)建立夹层结构三维数模,根据工况条件分析零件受载后的应力分布情况,优化芯材厚度、密度分布;2)根据优化后的夹层结构,生成设备加工轨迹;3)先在模具表面制备夹芯结构下面板;4)使用连续纤维增材制造工艺在下面板上制备芯材;5)最后在芯材表面直接制备夹层结构上面板。6.根据权利要求4所述的一种基于3d打印的变刚度夹芯复合材料结构的成型方法,其特征在于,上面板、下面板与芯材的组份一致。7.根据权利要求4所述的一种基于3d打印的变刚度夹芯复合材料结构的成型方法,其特征在于,步骤1)的具体操作为:根据夹层结构实际工况情况,使用仿真模拟软件对等刚度夹层结构进行受力分析,根据分析后得出的应力应变云图,在满足使用要求的前提下调整芯材几何尺寸和分布密度,达到优化应力均匀分布的目前。8.根据权利要求4所述的一种基于3d打印的变刚度夹芯复合材料结构的成型方法,其特征在于,步骤2)的具体操作为:根据芯材几何特征生成连续纤维增材制造加工轨迹。9.根据权利要求4所述的一种基于3d打印的变刚度夹芯复合材料结构的成型方法,其特征在于,步骤3)和步骤5)的具体操作为:可以使用手工铺叠方式制备下面板和上面板,也可以采用自动铺放设备制备。
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