[实用新型]一种具有梯度功能性的镂空点阵夹层

说明书

技术领域

本实用新型属于镂空结构制备技术领域，具体涉及一种具有梯度功能性的镂空点阵夹层。

背景技术

镂空结构作为一种特殊的材料结构形式，与传统实心材料相比，具有更轻的质量，同时因镂空结构及排布的不同，也会有不同程度的比强度效益(强度/重量之比)。目前镂空结构主要应用于航空航天及医疗领域，例如蒙皮结构、非主承力框架，人体医疗植入体等，因受制于传统加工工艺的工艺局限性，镂空点阵结构形式一般都较为简单，主要以十字交叉形、金字塔形为主，整体强度和功能性都有所欠缺。

传统夹层结构内部填充物多为形式均一的填充或实心结构，不仅质量较大，而且无法实现梯度功能性，传统镂空点阵结构的制备多采用粘接或冲压后焊接的方式，结构自由度受诸多工艺性制约，实现工序步骤多，风险较大，芯部与夹层作为两部分连接在一起，连接区域的强度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有梯度功能性的镂空点阵夹层，解决了镂空点阵夹层质量较大、整体强度和功能性都有所欠缺，无法实现梯度功能性的问题。

本实用新型一种具有梯度功能性的镂空点阵夹层所采用的技术方案是，包括两层包覆板，包覆板之间设置有芯部夹层，芯部夹层包括若干个相互连接的镂空点阵填充单元，每个镂空点阵填充单元内均通过若干个微小密集的镂空胞元组成。

本实用新型的特征在于，

每个镂空点阵填充单元的外接体均为呈正方体的外包轮廓体，且每个外包轮廓体的边长均为3-10mm。

外包轮廓体边长上均匀分布有12-20个结点，外包轮廓体内部均匀分布有9个结点，所有的结点按照特定的空间分布规律连接形成具有空间分布特征的镂空点阵填充单元，特定的空间分布规律为：选取任意结点为确定的结点并作为起始点，采用圆杆将结点两两连接成闭合结构。

圆杆直径为外包轮廓体边长尺寸的5-20％。

任意圆杆与外包轮廓体表面的夹角为35°-45°。

本实用新型的有益效果是：本实用新型一种具有梯度功能性的镂空点阵夹层通过采用镂空点阵填充单元形成镂空夹层，结构质量轻，比强度高，减重效益最大可达85％以上，同时具备隔热、隔音等功能性效益；实现了结构轻质化和功能化的综合效益提升，避免单一结构夹心板对多工况下应用领域下的性能不匹配现象，最终实现梯度功能，有很好的使用价值。

附图说明

图1是本实用新型一种具有梯度功能性的镂空点阵夹层的结构示意图；

图2是本实用新型一种具有梯度功能性的镂空点阵夹层中镂空点阵填充单元的结构示意图；

图3是本实用新型一种具有梯度功能性的镂空点阵夹层中镂空点阵填充单元的实体结构示意图；

图4是本实用新型实施例1中具有梯度功能性的镂空点阵夹层的剖视图；

图5是本实用新型实施例2的镂空点阵填充单元的结构示意图；

图6是本实用新型实施例2的镂空点阵填充单元的实体结构示意图；

图7是本实用新型实施例2的结构示意图；

图8是本实用新型实施例2的剖视图。

图中，1.包覆板，2.芯部夹层，3.镂空点阵填充单元，4.外包轮廓体，5.结点，6.圆杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种具有梯度功能性的镂空点阵夹层，如图1所示，包括两层包覆板1，包覆板1之间设置有芯部夹层2，芯部夹层2包括若干个相互连接的镂空点阵填充单元3，每个镂空点阵填充单元3内均通过若干个微小密集的镂空胞元组成。

如图2所示，每个镂空点阵填充单元3的虚拟外接体均为呈正方体的外包轮廓体4，且每个外包轮廓体4的边长均为3-10mm，正方体状的外包轮廓体4便于芯部夹层2中每个镂空胞元外部接合面能紧密连接，避免出现镂空胞元间结构形式的错层或突变。

考虑到整体的承载均匀性及连接质量，外包轮廓体4边长上均匀分布有12-20个结点5，外包轮廓体4内部均匀分布有9个结点5，所有的结点5按照特定的空间分布规律连接形成具有空间分布特征的镂空点阵填充单元3，特定的空间分布规律为：选取任意结点5为确定的结点并作为起始点，如图3所示，采用圆杆6将结点5两两连接成闭合结构。

圆杆6直径为外包轮廓体4边长尺寸的5-20％。

任意圆杆6与外包轮廓体4表面的夹角为35°-45°，这样可以在选区激光熔化过程中保证结构不需要添加支撑，可一次整体成形。