[發明專利]基于溫度響應的半蜂窩-wiggle雙層結構的4D打印方法

在審

• 申請號: 201910040183.2
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109624310A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 高一聰;曾思遠;鄭浩;馮毅雄
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/379;B29C64/393;B29C64/30;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02;B33Y80/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于溫度響應的半蜂窩-wiggle雙層結構的4D打印方法，其特征在于包括以下步驟：

1)選取形狀記憶聚合物材料作為打印的線材，根據需打印的產品模型按照以下方式進行3D打印：以雙層結構從下往上重復層疊進行打印，雙層結構由兩組不同的填充圖案層上下層疊打印布置構成，填充圖案層包括多個單層，每組填充圖案層中的各個單層均打印為相同的填充圖案，單層對應為3D打印時的一層切片，上方的填充圖案層為半蜂窩紋圖案，下方的填充圖案層為wiggle圖案；半蜂窩圖案是由多個環形以三角形陣列方式重復排布且相鄰環形點相交形成的紋理圖案，wiggle圖案是由一組正弦曲線陣列而成的紋理圖案，正弦曲線陣列由多條正弦曲線等間隔平行排布直線構成；

2)3D打印后，取下打印獲得的粗產品，進行精確溫度加熱使得粗產品按照規定方式變形，直至4D變形完全完成，獲得4D打印產品。

2.根據權利要求1所述的一種基于溫度響應的半蜂窩-wiggle雙層結構的4D打印方法，其特征在于：打印時根據需打印的產品模型設計構建填充圖案中不同的布置來調整最后精確溫度加熱的不同4D變形形狀。

3.根據權利要求2所述的一種基于溫度響應的半蜂窩-wiggle雙層結構的4D打印方法，其特征在于：設置wiggle圖案中正弦曲線陣列的印刷角度在45±22.5或135±22.5度范圍內，實現溫度加熱后的產品繞平行于打印坐標系水平軸的旋轉軸圓弧彎曲變形。

4.根據權利要求1所述的一種基于溫度響應的半蜂窩-wiggle雙層結構的4D打印方法，其特征在于：打印時根據需打印的產品模型設計構建不同的打印工藝參數配合填充圖案的不同布置來調整最后精確溫度加熱的不同4D變形程度。

5.根據權利要求4所述的一種基于溫度響應的半蜂窩-wiggle雙層結構的4D打印方法，其特征在于：所述的4D變形程度由打印線寬l、打印層高h和打印噴嘴溫度a以及激發溫度b的四個打印工藝參數控制。

6.根據權利要求5所述的一種基于溫度響應的半蜂窩-wiggle雙層結構的4D打印方法，其特征在于：所述的打印線寬l設定范圍為0.25mm-0.8mm，所述打印層高h為50μm-200μm，所述打印時噴嘴溫度a為195℃-240℃，所述激發溫度b為65℃-95℃。

7.根據權利要求1所述的一種基于溫度響應的半蜂窩-wiggle雙層結構的4D打印方法，其特征在于：所述的精確溫度加熱是使用水浴加熱的方式，對水溶液的溫度進行精確控制，使加熱過程的溫度穩定在設定的激發溫度b。

8.根據權利要求1所述的一種基于溫度響應的半蜂窩-wiggle雙層結構的4D打印方法，其特征在于：所述形狀記憶聚合物材料使用聚乳酸形狀記憶材料。