[发明专利]基于温度响应的横-wiggle双层结构的4D打印方法

权利要求书

1.一种基于温度响应的横-wiggle双层结构的4D打印方法，其特征在于包括以下步骤：

1)选取形状记忆聚合物材料作为打印的线材，根据需打印的产品模型按照以下方式进行3D打印：以双层结构从下往上重复层叠进行打印，双层结构由两组不同的填充图案层上下层叠打印布置构成，填充图案层包括多个单层，每组填充图案层中的各个单层均打印为相同的填充图案，单层对应为3D打印时的一层切片，上方的填充图案层为横纹图案，下方的填充图案层为wiggle图案；横纹图案是由一组直线阵列构成的纹理图案，直线阵列由多条等间隔平行排布直线构成，wiggle图案是由一组正弦曲线阵列而成的纹理图案，正弦曲线阵列由多条正弦曲线等间隔平行排布直线构成；

2)3D打印后，取下打印获得的粗产品，进行精确温度加热使得粗产品按照规定方式变形，直至4D变形完全完成，获得4D打印产品。

2.根据权利要求1所述的一种基于温度响应的横-wiggle双层结构的4D打印方法，其特征在于：打印时根据需打印的产品模型设计构建填充图案中不同的布置来调整最后精确温度加热的不同4D变形形状。

3.根据权利要求2所述的一种基于温度响应的横-wiggle双层结构的4D打印方法，其特征在于：设置横纹图案中直线阵列的印刷角度在0±22.5度或90±22.5度范围内，实现温度加热后的产品绕平行于打印坐标系水平轴的旋转轴圆弧弯曲变形，wiggle图案中正弦曲线阵列的印刷角度与横纹图案中直线阵列的印刷角度相差越接近90°，弯曲程度越大；设置横纹图案中直线阵列的印刷角度在45±22.5度或135±22.5度范围内，实现温度加热后的产品绕垂直于坐标系水平轴的旋转轴螺旋弯曲变形，wiggle图案中正弦曲线阵列的印刷角度与横纹图案中直线阵列的印刷角度相差越接近90°，扭曲程度越大。

4.根据权利要求1所述的一种基于温度响应的横-wiggle双层结构的4D打印方法，其特征在于：打印时根据需打印的产品模型设计构建不同的打印工艺参数配合填充图案的不同布置来调整最后精确温度加热的不同4D变形程度。

5.根据权利要求4所述的一种基于温度响应的横-wiggle双层结构的4D打印方法，其特征在于：所述的4D变形程度由打印线宽l、打印层高h和打印喷嘴温度a以及激发温度b的四个打印工艺参数控制。

6.根据权利要求5所述的一种基于温度响应的横-wiggle双层结构的4D打印方法，其特征在于：所述的打印线宽l设定范围为0.25mm-0.8mm，所述打印层高h为50μm-200μm，所述打印时喷嘴温度a为195℃-240℃，所述激发温度b为65℃-95℃。

7.根据权利要求1所述的一种基于温度响应的横-wiggle双层结构的4D打印方法，其特征在于：所述的精确温度加热是使用水浴加热的方式，对水溶液的温度进行精确控制，使加热过程的温度稳定在设定的激发温度b。

8.根据权利要求1所述的一种基于温度响应的横-wiggle双层结构的4D打印方法，其特征在于：所述形状记忆聚合物材料使用聚乳酸形状记忆材料。