[发明专利]一种基于3D打印的三维可控拉胀多胞结构

权利要求书

1.一种基于3D打印的三维可控拉胀多胞结构，其特征在于：所述三维可控拉胀多胞结构是由在三维空间上周期性排布的单胞构成，而周期性的单胞可以有两种类型：

第一种单胞是由两个完全相同的二维手性蜂窝单胞构成，所述的两个二维手性蜂窝单胞首先在空间中完全重合，然后其中一个二维手性蜂窝单胞以竖直方向的轴为旋转中心顺时针旋转90度，得到的两个二维手性蜂窝单胞在空间中互相垂直平分且在竖直方向上对齐，两个二维手性蜂窝单胞在第一重合点E和第二重合点F处固接；第一种单胞通过空间线性阵列或对角阵列的方式，在空间三个方向上周期性排布，从而得到两种三维可控拉胀多胞结构；

或第二种单胞是由三个完全相同的二维手性蜂窝单胞构成，所述三个二维手性蜂窝单胞首先在空间中完全重合，然后其中一个二维手性蜂窝单胞以竖直方向的轴为旋转中心顺时针旋转60度，另一个二维手性蜂窝单胞以竖直方向的轴为旋转中心顺时针旋转120度，得到三个二维手性蜂窝单胞在空间中互相平分且在竖直方向上对齐，三个二维手性蜂窝单胞在第一重合点G和第二重合点H处固接；第二种单胞通过正六边形的空间阵列，得到三维可控拉胀多胞结构；

在每个二维手性蜂窝单胞中，第一杆和第二杆互相交叉并连接在一起构成第一结构，其中，第一杆和第二杆在连接点A的连接方式为固接，且第一杆和第二杆互相平分；第一杆与竖直方向的轴的夹角为θ₁，第二杆与水平方向的轴的夹角为θ₂，其中，竖直方向的轴位于第一杆的最右端，水平方向的轴位于第二杆的最下端，竖直方向的轴和水平方向的轴互相垂直；第一结构以竖直方向的轴为对称轴，对称得到第二结构，然后第一结构和第二结构再以水平方向的轴为对称轴，对称得到第三结构和第四结构；四个结构在连接处互相固接，构成一个整体，即二维手性蜂窝的单胞，其中，第一杆与竖直方向轴的夹角θ₁在θ₁＞45°范围内取值、第二杆与水平方向轴的夹角θ₂在θ₂＜135°范围内取值，第一杆和第二杆的长度没有具体限制，只要最终对称得到的二维手性蜂窝单胞中没有重叠的杆即可。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的三维可控拉胀多胞结构，其特征在于：所述的三维拉胀多胞结构中的第一杆和第二杆的横截面有多种选择，包括长方形、圆形、菱形或正多边形。

3.根据权利要求1-2任意之一所述的一种基于3D打印的三维可控拉胀多胞结构，其特征在于：所述的三维可控拉胀多胞结构通过FDM熔融沉积成型技术、SLA光固化立体造型技术、DLP选区激光熔化技术、SLS选区激光烧结、EBM电子束熔化成型、SLM选择性激光熔化技术、SHS选择性热烧结和3DP三维喷涂粘结成型技术进行3D打印制备。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于3D打印的三维可控拉胀多胞结构，其特征在于：所述的三维拉胀多胞结构制备用的材料是塑料或金属。

5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的三维可控拉胀多胞结构，其特征在于：通过改变第一杆和第二杆的长细比，以及角度θ₁和θ₂的大小，即可调节弹性性能，其中泊松比既可以是正值也可以是负值。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于3D打印的三维可控拉胀多胞结构，其特征在于：所述的三维拉胀多胞结构的孔隙率范围为70％～99％。