[发明专利]一种低膨胀系数三维空间点阵结构及其成形方法

权利要求书

1.一种低膨胀系数三维空间点阵结构，包括有多个点阵单元，多个点阵单元之间呈周期性阵列排布，其特征在于：每个点阵单元包括有由四面体支撑杆形成的四面体框架及由八面体支撑杆形成的八面体框架，所述的八面体框架内嵌于四面体框架内，两个相邻八面体支撑杆形成的顶点位于四面体框架支撑杆的中心，其中四面体框架由低膨胀系数的金属成形，八面体框架由高热膨胀系数金属成形。

2.根据权利要求1所述的一种低膨胀系数三维空间点阵结构，其特征在于，四面体框架的材质为钛合金或合金钢，八面体框架的材质为铝硅合金或铜合金。

3.根据权利要求1或2所述的一种低膨胀系数三维空间点阵结构，其特征在于：每个所述的四面体支撑杆的中点具有形变夹角，该形变夹角的角度为150°，相邻两个八面体支撑杆形成的顶点处于该形变夹角处促使八面体支撑杆与四面体框架支撑杆形成多个三角框。

4.根据权利要求3所述的一种低膨胀系数三维空间点阵结构，其特征在于，所述的四面体支撑杆与八面体支撑杆的直径相同，且质量分数0.2-0.3，质量密度为1.2-1.8g/cm³。

5.一种根据权利要求1-4所述的低膨胀系数三维空间点阵结构的成形方法，其特征在于：

1)根据点阵结构的形状设计模型成型路径；

2)采用双丝WAAM设备分别将铝硅合金丝材和钛合金丝材送入并按照模型成型路径分布；

3)采用氩气保护，并逐层逐域制造，通过更换不同成分的丝材来改变成形材料直到构件成形；

4)并在异种金属连接处采用过渡材料，防止异种接头连接缺陷；

5)每成形5层，采用基于蓝光光栅的精度测量装备检查成形精度，并调整WAAM成形参数，最终获得低热膨胀系数轻质点阵结构。

6.根据权利要求5所述的低膨胀系数三维空间点阵结构的成形方法，其特征在于：所述的铝硅合金丝材及钛合金丝材的直径Φ≤0.8mm。

7.根据权利要求5所述的低膨胀系数三维空间点阵结构的成形方法，其特征在于：采用激光对双丝WAAM设备中的电弧熔丝产生的电弧弧柱进行约束，细化熔滴过渡尺寸。