[发明专利]面向增材制造的梯度点阵结构及其设计方法

权利要求书

1.一种梯度点阵结构，其特征在于，包括：

多级沿预设方向依次连接的层状点阵，每一级所述层状点阵均包括至少一个点阵胞元；每一个所述点阵胞元均包括多个杆件，其中多个基本杆件相交于一点，且所述点阵胞元相对于过交点的预设方向具有三重、四重或六重空间旋转对称性；

沿预设方向，每一级所述层状点阵中的每一个所述点阵胞元的构型相对于前一级所述层状点阵中的每一个所述点阵胞元的构型梯度增加；沿预设方向从第二级起，每一级中的每一个所述点阵胞元中呈上下相对设置的两个杆件的自由端之间连接有第一增杆，且每一个所述第一增杆均沿所述预设方向设置。

2.如权利要求1所述的梯度点阵结构，其特征在于，

每一级所述层状点阵均包括至少一层，每相邻的两层所述层状点阵沿预设方向依次连接。

3.如权利要求1所述的梯度点阵结构，其特征在于，

多级所述层状点阵一体成型。

4.如权利要求1所述的梯度点阵结构，其特征在于，

每一个基本型所述点阵胞元包括六根所述杆件；或者

每一个基本型所述点阵胞元包括八根所述杆件；或者

每一个基本型所述点阵胞元包括十二根所述杆件。

5.如权利要求1-4任一项所述的梯度点阵结构，其特征在于，

沿预设方向每一级所述层状点阵中的每一个所述点阵胞元的杆件数量相对于前一级所述层状点阵中的每一个所述点阵胞元的杆件数量呈梯度增加。

6.如权利要求1-4任一项所述的梯度点阵结构，其特征在于，

沿预设方向从第二级起，每一个所述点阵胞元中呈上下相对且对角设置的两个杆件的自由端之间连接有第二增杆。

7.如权利要求1-4任一项所述的梯度点阵结构，其特征在于，

每一个所述杆件与水平面的夹角均大于40°，所述水平面垂直与所述预设方向。

8.如权利要求1所述的梯度点阵结构，其特征在于，包括沿预设方向依次连接的第一级层状点阵、第二级层状点阵、第三级层状点阵以及第四级层状点阵；

每一级均包括至少一层所述层状点阵；每一层所述层状点阵均包括多个呈阵列状连接的所述点阵胞元；

所述第二级层状点阵中的每一个所述点阵胞元中呈上下相对设置的两个所述杆件的自由端之间还连接有第一增杆，且每一个所述第一增杆均沿所述预设方向设置；

所述第三级层状点阵包括所述第一增杆，每相邻的两个所述第一增杆之间还设置有一个第二增杆；所述第二增杆连接于每一个所述点阵胞元中呈上下相对且对角设置的两个所述杆件的自由端之间；

所述第四级层状点阵包括所述第一增杆，且每相邻的两个所述第一增杆之间设置两个相交的所述第二增杆。

9.一种面向增材制造的梯度点阵结构设计方法，其特征在于，包括：

沿预设的增材制造工艺竖直方向依次连接多级层状点阵，每一级所述层状点阵均包括至少一个点阵胞元；将每一个所述点阵胞元中的多个基本杆件相交于一点，并使所述点阵胞元相对于过交点的预设方向具有三重、四重或六重空间旋转对称性；

沿预设的增材制造工艺竖直方向，逐级以预设的连接位置，增加每一级所述层状点阵中的每一个所述点阵胞元中的杆件数量，以使所述点阵胞元的构型逐级梯度变化；

沿预设方向从第二级起，每一级中的每一个所述点阵胞元中呈上下相对设置的两个杆件的自由端之间连接有第一增杆，且每一个所述第一增杆均沿所述预设方向设置。