[发明专利]一种抗冲击防护构件的增材制造方法

权利要求书

1.一种抗冲击防护构件的增材制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：将二氧化锆粉末和润滑剂、有机聚合物粘结剂、有机醇类增塑剂进行均匀混合，制备得二氧化锆特种陶瓷粉末；

S2：将长丝聚对苯撑苯并双噁唑纤维和热塑性酚醛树脂混合均匀，制备得到PBO纤维复合材料；

S3：使用CAD软件设计特种陶瓷构件数模，并设计依据该数模进行POB纤维复合材料构件熔融沉积制造轨迹数据；

S4：将上述步骤设计的特种陶瓷构件数模导入SLS设备，用二氧化锆特种陶瓷粉末逐层增材制造特种陶瓷构件；

S5：将步骤S3中设计的PBO纤维复合材料构件熔融沉积制造轨迹数据导入FDM设备，在上述步骤得到的特种陶瓷构件上粘接PBO纤维复合材料，制备得到防护构件；

S6：对上述防护构件进一步保型，即得成型的抗冲击防护构件；

所述SLS设备为选择性激光烧结设备，所述FDM设备为熔融沉积制造设备。

2.根据权利要求1所述的抗冲击防护构件的增材制造方法，其特征在于，所述二氧化锆特种陶瓷粉末包括按质量份数计的如下组分：

二氧化锆粉末70-80份；

润滑剂8-10份；

有机聚合物粘接剂1-2份；

有机醇类增塑剂1-2份；

其中，二氧化锆粉末的粒径为50-80nm。

3.根据权利要求1所述的抗冲击防护构件的增材制造方法，其特征在于，所述PBO纤维复合材料包括按质量份数计的如下组分：

PBO纤维55-60份；

热塑性酚醛树脂30-35份。

4.根据权利要求1所述的抗冲击防护构件的增材制造方法，其特征在于，所述步骤S4中的SLS设备包括激光光头、工作台和铺粉系统；

所述铺粉系统每次在工作台面上铺厚度为45-60μm的特种陶瓷粉末，烧结的激光功率为500-1500W，激光光斑直径为50-75μm，以0.2m/s-0.5m/s的速度在X、Y、Z方向上逐层激光烧结。

5.根据权利要求1所述的抗冲击防护构件的增材制造方法，其特征在于，所述步骤S5中的FDM设备包括万向喷嘴、万向工作台、温控系统、压力系统、真空系统和成型仓。

6.根据权利要求5所述的抗冲击防护构件的增材制造方法，其特征在于，所述步骤S5中FDM设备的万向喷嘴出口温度为150-155℃，控制PBO纤维复合材料喷出速度为0.8-1.1m³/h，每层纤维复合材料的厚度为0.5-1mm。

7.根据权利要求5所述的抗冲击防护构件的增材制造方法，其特征在于，将PBO纤维复合材料构件制造轨迹导入FDM设备后，万向喷嘴及万向工作台随着轨迹自动调节在X、Y、Z轴上的动作，万向喷嘴口径长径比根据制造轨迹在1.5:1-5:1自动调节，所得防护构件的总厚度为4-5mm。

8.根据权利要求5所述的抗冲击防护构件的增材制造方法，其特征在于，所述步骤S6中的保型为在成型仓中抽真空，并且通过温控系统对成型仓控制加热至145-150℃，控制保温时间2-3h；待成型仓恢复常压且冷却至室温后，即可将成型的抗冲击防护构件取出使用。