[發(fā)明專利]3D打印結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980076590.7
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN113163897A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·米切爾;P·卡盧奇
• 申請（專利權(quán)）人: 伊科斯克有限公司
• 主分類號: A43B13/18
• 分類號: A43B13/18;B33Y80/00;B29D99/00;A43B13/14;B29D35/12;A43B13/04;A43B13/12
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務(wù)所 11497
• 代理人: 黃小臨

彈性材料的3D打印結(jié)構(gòu)，該3D打印結(jié)構(gòu)包括：至少第一壁，其具有沿第一軸線延伸的多個層，該第一壁至少包括第一級結(jié)構(gòu)層、第一柔韌層和第二柔韌層，其中第一級結(jié)構(gòu)層具有第一剛度，第一柔韌層和/或第二柔韌層具有第二剛度，其中第一剛度大于第二剛度。

技術(shù)領(lǐng)域

彈性材料的3D打印結(jié)構(gòu)，該3D打印結(jié)構(gòu)包括：至少第一壁，其具有沿第一軸線延伸的多個層，該第一壁包括至少第一級(primary)結(jié)構(gòu)層、第一柔韌層和第二柔韌層。

背景技術(shù)

3D打印結(jié)構(gòu)的一個常見問題是這樣種類的結(jié)構(gòu)通常由相對硬的材料制成，這意味著3D打印結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)由于用于打印的材料的組分而可能相對不柔韌。

CN 105034361公開了一種含有不同厚度和不同形狀的孔格(cell)的蜂巢芯(honeycomb core)，并且所獲得的蜂巢單元的壁厚的至少部分在沿著蜂巢單元的中心朝向蜂巢單元的兩端的方向上逐漸增加，使得可以添加蜂巢夾(honeycomb clamp)。芯和面板的接觸區(qū)域以及蜂巢芯可以是平坦的或彎曲的結(jié)構(gòu)，以滿足非線性彎曲結(jié)構(gòu)的要求，其中，蜂巢芯具有優(yōu)異的抗彎曲性和抗壓縮性。

EP 3 213 909公開了一種用于抗高速沖擊結(jié)構(gòu)的抗沖擊夾層結(jié)構(gòu)構(gòu)架，其包括夾層蒙皮，該夾層蒙皮包封由多個間隔層和多個觸發(fā)層形成的夾層芯，其中這些層交替地堆疊在芯中。

這些類型的材料在航空航天工業(yè)中廣泛用于提供剛化效果，其中，這些材料旨在在施加外力期間保持它們的形狀。

然而，為了嘗試獲得具有可壓縮性和柔韌性的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)進行了許多嘗試來構(gòu)造在具有所需柔韌性的同時仍保持材料的結(jié)構(gòu)完整性的材料。由于用于打印的材料的柔韌性和重量，構(gòu)成在多個不同且非常特定的區(qū)域中可以實現(xiàn)受控制的柔韌性和反作用力的分層構(gòu)造可能是困難的任務(wù)。當(dāng)在3D打印結(jié)構(gòu)中存在需要具有不同的柔韌性或反作用力的多個區(qū)域時，進一步的困難可能會產(chǎn)生。

這樣的柔韌層通常是使用類似泡沫的物質(zhì)諸如PU泡沫制成的，其中泡沫能夠保持某種形態(tài)，同時仍然具有一定的柔韌性，諸如座椅坐墊、鞋中底、行李箱墊等。這種柔韌層的一個問題是，當(dāng)增加材料的結(jié)構(gòu)強度時，層的柔韌性降低，在此這也增加了材料的重量。此外，這種材料的形成通常在大型模具中進行，在這種情況下，材料的任何個性化，諸如專門的輪廓加工，通常需要將材料切掉，且泡沫要在制造后進行雕刻，由于個性化模具的成本太高，這不是對于每個用戶來說用于個人的個性化的可行選項。

因此，需要一種用于柔韌結(jié)構(gòu)個性化的改進結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請，提供了一種彈性材料的3D打印結(jié)構(gòu)，該3D打印結(jié)構(gòu)包括：至少第一壁，其被配置為當(dāng)在第一軸線方向上向壁施加力時變形，且被配置為當(dāng)釋放所施加的力時恢復(fù)到其原始形態(tài)，其中壁具有沿著第一軸線延伸的多個層，第一壁包括至少第一級結(jié)構(gòu)層以及第一柔韌層和第二柔韌層，其中第一級結(jié)構(gòu)層具有第一剛度，第一柔韌層和/或第二柔韌層具有第二剛度，其中第一剛度大于第二剛度。

在本說明書的上下文中，術(shù)語剛度可被理解為柔韌性率，其中可通過層的剛度、屈服率、硬度來進行度量(即，在該理解中，與較軟的層相比，較硬的層具有較高的剛度率)。某個層的剛度應(yīng)理解為層在某個方向上撓曲的能力、潛能或可能性。剛度的替代表示例如可以是層的柔韌性，其中第一級結(jié)構(gòu)層(或任何后續(xù)結(jié)構(gòu)層)可具有第一柔韌性，第一和/或第二柔韌層(或任何后續(xù)柔韌層)可具有第二柔韌性，其中第一柔韌性可低于第二柔韌性。剛度可被視為層響應(yīng)于所施加的力如何抵抗變形的程度的量化。術(shù)語柔韌可以是對剛度的互補概念，即，層越柔韌，其剛性越小。

在對本申請的理解內(nèi)，術(shù)語“層”可被理解為三維結(jié)構(gòu)的二維平面。該層可包括與二維平面相交的一個或多個壁。在本申請的理解內(nèi)，“壁”可被理解為三維結(jié)構(gòu)的二維平面，其中二維平面可平行于壁并且可與三維結(jié)構(gòu)的多個層相交。在對本申請的理解內(nèi)，壁的第一層可鄰接壁的第二層，第二層可鄰接壁中的第三層。因此，壁可被視為具有堆疊在彼此之上或堆疊在彼此之下的兩層或更多層的結(jié)構(gòu)。