[發明專利]一種電加熱4D打印合件及打印方法

有效

• 申請號: 202011100132.3
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112477140B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 翟明龍;常虎東;孫兵;劉洪剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: B29C65/02
• 分類號: B29C65/02
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

1.一種電加熱4D打印合件，其特征在于，包括：4D打印構件、加熱導線和導熱膠帶；

所述4D打印構件是通過熔融堆積的3D打印方式對熱活化的形狀記憶聚合物進行3D打印而成，且包括構件主體部、與所述構件主體部連接的一個以上變形爪，所述形狀記憶聚合物的材料為聚乳酸、聚氨酯、聚己內酯以及尼龍材料中的任意一種；

所述導熱膠帶和所述加熱導線復合，并貼附于所述4D打印構件的變形區域表面，所述加熱導線以回形走線方式排布于所述變形區域表面，所述加熱導線還排布在每個所述變形爪與所述構件主體部的連接區域表面，所述導熱膠帶的貼附區域包括所述連接區域表面；

其中，在加熱狀態下，每個所述變形爪相對于所述構件主體部可變形，以使所述變形爪與所述構件主體部之間的夾角發生變化，在加熱結束之后，所述變形爪與所述構件主體部之間的夾角變化穩定以達到終點變形角度。

2.根據權利要求1所述的4D打印合件，其特征在于，所述4D打印構件是：通過熔融堆積的3D打印方式，對熱活化的形狀記憶聚合物進行3D打印而成，其中，所述形狀記憶聚合物的材料為聚乳酸、聚氨酯、聚己內酯以及尼龍材料中的任意一種。

3.根據權利要求1或2所述的4D打印合件，其特征在于，所述4D打印構件為厚度在0.5-5mm范圍的薄殼構件。

4.根據權利要求1所述的4D打印合件，其特征在于，所述導熱膠帶是耐溫大于100℃的箔片膠帶。

5.根據權利要求1所述的4D打印合件，其特征在于，所述導熱膠帶的膠帶厚度在10-100μm范圍。

6.根據權利要求1所述的4D打印合件，其特征在于，所述加熱導線是直徑為10-100μm的電熱絲。

7.一種基于權利要求1-6中任一所述4D打印合件的4D打印方法，其特征在于，包括：

將導熱膠帶和加熱導線復合；

將復合之后的導熱膠帶和加熱導線，貼附于所述4D打印構件的變形區域表面，得到4D打印合件，所述4D打印構件是通過熔融堆積的3D打印方式對熱活化的形狀記憶聚合物進行3D打印而成，且包括構件主體部與所述構件主體部連接的一個以上變形爪，所述形狀記憶聚合物的材料為聚乳酸、聚氨酯、聚己內酯以及尼龍材料中的任意一種，所述加熱導線以回形走線方式排布于所述變形區域表面，所述加熱導線還排布在每個所述變形爪與所述構件主體部的連接區域表面，所述導熱膠帶的貼附區域包括所述連接區域表面，其中，在加熱狀態下，每個所述變形爪相對于所述構件主體部可變形，以使所述變形爪與所述構件主體部之間的夾角發生變化，在加熱結束之后，所述變形爪與所述構件主體部之間的夾角變化穩定以達到終點變形角度；

在加熱板上加熱所述4D打印合件，并壓平加熱后的4D打印合件；

降溫冷卻所述4D打印合件，以保持所述4D打印合件的平面形狀；

對所述加熱導線通電并維持預設時長，以加熱所述4D打印構件，使所述4D打印構件發生形變，所述加熱導線為電熱絲，所述導熱膠帶用于固定所述加熱導線于所述4D打印構件的變形區域表面，以及將所述加熱導線上的發熱熱量導熱至所述4D打印構件上，以均勻加熱變形區域。