[发明专利]一种基于3D打印技术的吸波木堆结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种基于3D打印技术的吸波木堆结构，包括底层部分、中层部分和顶层部分，各层分别由若干间隔设置的长方体条层单元并排构成，长方体条层单元采用导电ABS丝材制作；中层部分的长方体条层单元与底层部分的长方体条层单元呈90°交叉堆叠；顶层部分的长方体条层单元与中层部分的长方体条层单元呈90°交叉堆叠，且顶层部分的长方体条层单元与底层部分的长方体条层单元呈错位平行布置。本发明还提供了一种如上所述吸波木堆结构的制作方法。本发明的有益效果为：吸波木堆结构具有更复杂的空间结构，大大增加了内界面数量，入射电磁波在界面处发生多次反射和折射，增加了电磁波的入射次数和传输距离，从而有效提高了材料的电磁吸波性能。

技术领域

本发明涉及电磁波吸收技术领域，具体涉及一种基于3D打印技术的吸波木堆结构及其制作方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，人们越来越依赖电子产品及设备所带来的巨大便利。然而，电子设备在工作中产生的电磁辐射不仅干扰正常通讯，而且会不断恶化人类的生存环境，危害人类健康。此外，随着雷达探测技术的不断发展，导弹、飞机、舰船等武器装备越来容易被雷达探测到，它们的生存能力面临巨大的挑战。针对雷达探测技术，研制具有较强电磁波吸收能力的雷达吸波隐身材料是提高军用武器装备战场生存能力的有效手段，也是当代战争中使用最普遍、最有效的防御措施。因此，无论是在民用还是军事领域，开发具有高电磁波吸收性能的材料都变得越来越紧迫。

结构型吸波材料已经成为电磁波吸收领域的研究热点。通过调节结构型吸波体的宏观和微观结构，可有效调节其阻抗匹配，进而实现吸波性能的调节。目前结构型吸波体采取蜂窝形式较多，基本通过对具有蜂窝结构的材料进行浸渍或涂层，将吸收剂附着在蜂窝结构材料表面，从而实现结构型吸波体的制备，其成型工艺复杂，空间结构单一，无法多次反射电磁波，电磁吸波效率低。

3D打印技术是以三维模型数据为基础，采用逐层累加材料的方式制造实体零件的技术，完全不同于传统的去除加工(切削加工)方法，它可以短周期快速制造任意外形结构的复杂零件，实现个性化制造。熔融沉积成型技术(fused deposition modeling，FDM)是其中应用最为广泛的技术之一。它通过喷嘴加热并挤出丝材，按照CAD模型，层层堆积，最后形成实体零件。因此，如何利用3D打印技术设计具有复杂结构的吸波体以提高电磁吸波效率是目前研究的重点问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种电磁吸波效率高的基于3D打印的吸波木堆结构及其制作方法。

本发明采用的技术方案为：一种基于3D打印技术的吸波木堆结构，包括底层部分、中层部分和顶层部分，各部分分别由若干间隔设置的长方体条层单元并排构成，长方体条层单元采用导电ABS丝材制作；中层部分的长方体条层单元与底层部分的长方体条层单元呈90°交叉堆叠；顶层部分的长方体条层单元与中层部分的长方体条层单元呈90°交叉堆叠，且顶层部分的长方体条层单元与底层部分的长方体条层单元呈错位平行布置。

按上述方案，各部分中相邻两个长方体条层单元的间距D为3～8mm。

按上述方案，长方体条层单元的长度L为180mm，宽度W为1～10mm，高度H为1～3mm。

本发明还提供了一种如上所述吸波木堆结构的制作方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、建立吸波木堆结构的模型；

步骤二、将模型STL切片处理后导入3D打印机；

步骤三、制备打印材料：将多壁碳纳米管与ABS树脂熔融共混，获得MWCNTs/ABS复合材料颗粒；

步骤四、拉丝：将MWCNTs/ABS复合材料颗粒烘干后送入单螺杆挤出机，获得打印用丝材，也即导电ABS丝材；

步骤五：将导电ABS丝材送入3D打印机的喷嘴处，设定成型工艺参数，逐层打印，获得吸波木堆结构。