[发明专利]一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法

权利要求书

1.一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：

一、3D打印仿生结构金属：

①、设计金属基底表面的仿生结构，所述的仿生结构为多个结构支撑体组成，所述的结构支撑体横向纵向等间距排列或横向纵向均匀交错排列于金属基底表面，相邻结构支撑体之间的间距为0.2mm～0.6mm，且所述的结构支撑体的形状为圆柱形或倒圆台形；当所述的结构支撑体为圆柱形时，圆柱形直径为0.4mm～0.8mm，高度为0.2mm～0.5mm；当所述的结构支撑体为倒圆台形时，倒圆台形下表面直径为0.4mm～0.6mm，斜度为20°～25°，高度为0.2mm～0.5mm；最后用Solidworks进行三维建模；

②、根据步骤一①所设计的模型进行切片处理，转换生成STL格式文件，将STL格式文件导入3D打印机系统中，设置打印参数，利用金属材料打印金属基底和金属基底表面的仿生结构，得到表面具有仿生结构的金属；

二、金属-塑料异质材料的制备：

由下至上依次将表面具有仿生结构的金属与塑料置于石墨模具中，且塑料与仿生结构相接触，在温度为200℃～470℃的真空或氩气气氛下，保温10min～40min，然后在温度为200℃～470℃、压力为8MPa～10MPa的真空或氩气气氛下，保压5min～15min，最后随炉冷却至室温，即完成基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法。

2.根据权利要求1所述的一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法，其特征在于步骤一①中所述的金属基底的厚度与结构支撑体的高度比大于1。

3.根据权利要求1所述的一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法，其特征在于步骤一②中所述的金属材料为丝状、粉末状或颗粒状。

4.根据权利要求1所述的一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法，其特征在于步骤一②中所述的金属材料为铝合金、钛合金或铁合金。

5.根据权利要求1所述的一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法，其特征在于步骤二中所述的塑料为热塑性固体塑料。

6.根据权利要求1所述的一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法，其特征在于步骤二中将塑料与表面具有仿生结构的金属用无水乙醇在超声波清洗器中清洗，烘干后装入石墨模具中。

7.根据权利要求1所述的一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法，其特征在于步骤一①中所述的相邻结构支撑体之间的间距为0.5mm～0.6mm。

8.根据权利要求1所述的一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法，其特征在于步骤一①中当所述的结构支撑体为圆柱形时，圆柱形直径为0.6mm～0.8mm，高度为0.4mm～0.5mm。

9.根据权利要求1所述的一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法，其特征在于步骤一①中当所述的结构支撑体为倒圆台形时，倒圆台形下表面直径为0.5mm～0.6mm，斜度为20°～23°，高度为0.4mm～0.5mm。

10.根据权利要求1所述的一种基于仿生结构设计的金属与塑料复合的异质材料制备方法，其特征在于步骤二中在温度为460℃～470℃的真空或氩气气氛下，保温30min，然后在温度为460℃～470℃、压力为9MPa～10MPa的真空或氩气气氛下，保压5min～15min。