[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

本發明公開一種電加熱4D打印合件及打印方法，導熱膠帶和所述加熱導線復合，并貼附于4D打印構件的變形區域表面，提高4D打印構件的變形靈活性和均勻加熱效果。

技術領域

本發明涉及打印技術領域，尤其涉及一種電加熱4D打印合件及打印方法。

背景技術

4D(四維)打印技術自2013年提出以來就引起了廣泛的研究，它屬于智能構件的增材制造技術，是一門多學科交叉融合的基礎上產生的顛覆性制造技術。溫度激勵4D打印材料是目前最廣泛研究的一類。4D打印技術在未來航空航天、醫療、汽車、軟體機器人等領域具備廣闊的應用前景。

溫度激勵常用的方法有熱水、熱板、電加熱等。熱水浴的加熱方式限制了4D打印材料的應用場景，熱板加熱會隨著構件的變形導致受熱不均勻，而目前的電加熱方式是在聚合物材料中摻加導電成分，然后對聚合物材料通電后通過自身發熱而變形，這對聚合物材料本身的要求較高，且加熱位置的靈活性不高。

發明內容

鑒于現有技術存在上述問題，本發明實施例提供了一種電加熱4D打印合件以及打印方法，以實現對4D打印構件特定位置的均勻加熱，能夠在4D打印構件的材料要求不高的同時，提高4D打印構件的變形靈活性和均勻加熱效果。

第一方面，本發明實施例提供一種電加熱4D打印合件，包括：4D打印構件、加熱導線和導熱膠帶，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。

可選地，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。

可選地，所述4D打印構件為厚度在0.5-5mm范圍的薄殼構件。

可選地，所述導熱膠帶是耐溫大于100℃的箔片膠帶。

可選地，所述導熱膠帶的膠帶厚度在10-100μm范圍。

可選地，所述加熱導線是直徑為10-100μm的電熱絲。

可選地，所述加熱導線以回形走線方式排布于所述變形區域表面。

可選地，所述4D打印構件，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，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。

可選地，所述加熱導線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。

第二方面，本發明實施例提供一種基于第一方面所述4D打印合件的4D打印方法，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；

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。

本發明實施例提供的一種或者多種技術方案，將導熱膠帶和加熱導線復合并貼附于4D打印構件的變形區域表面，可以靈活的選擇加熱點來貼附復合的導熱膠帶和加熱導線，以能夠在電熱條件下對4D打印構件上特定位置加熱，以此達到了可控變形、通過靈活的選擇加熱位置增加了構件變形靈活性，進而實現了4D打印構件的智能變形。

并且，因不需要熱水浴，為4D打印構件適用不同的應用場景提供了條件，且相對于電熱板加熱改善了加熱均勻性，提高了變形質量。