[发明专利]基于3D打印的列车轻智夹层结构一体化设计及制造方法

权利要求书

1.基于3D打印的列车轻智夹层结构一体化设计及制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、创建三维模型，通过计算机辅助设计制图软件对预想成型的波纹夹层板进行3D建模；

步骤2、根据3D模型编写Gcode文件，传输Gcode文件进入3D打印机控制系统，调整3D打印参数包括打印层厚、打印温度、打印速率和底板温度等参数，同时规划打印连续碳纤维路径，其中路径要求一笔成型；

步骤3、根据所述打印连续碳纤维路径进行打印，不同打印线材通过各自独立的导管进入打印头，通过喷嘴被挤压至打印床，打印机拥有两个喷嘴，塑料喷嘴用于打印基体，纤维喷嘴用于打印连续纤维(40)，下达打印命令后，打印机开始自动调试水平与高度，并检查喷嘴是否能顺利吐丝，一切前期准备工作就绪后，打印头内部开始加热，打印线材被加热到熔融状态，所述连续纤维(40)通过喷嘴沉积于打印床上形成沉积线，所述沉积线逐行排列以构成完整的打印层，打印层逐层堆叠以构成设计的夹层结构形状。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印的列车轻智夹层结构一体化设计及制造方法，其特征在于：所述步骤2中，利用“一笔画”的方法进行连续碳纤维3D打印的路径规划，编写合理的打印路径。

3.根据权利要求1所述的基于3D打印的列车轻智夹层结构一体化设计及制造方法，其特征在于：所述步骤3中，打印参数设置为：打印温度设置为235℃，打印层厚为0.3mm，出丝口径为1.3mm，打印速率为100mm/min，底板温度为50℃。

4.根据权利要求1所述的基于3D打印的列车夹层结构的一体化制造方法，其特征在于：所述步骤3中，所述路径包括蒙皮打印路径(1)、波纹肋板打印正路径(2)、波纹肋板打印反路径(3)，所述蒙皮打印路径(1)从梯形波纹的一个角开始，喷嘴从矩形侧边到所述上蒙皮(10)，沿着所述上蒙皮(10)到矩形的另一个侧边，再打印所述下蒙皮(30)，然后喷嘴回到起始位置，所述波纹肋板打印正路径(2)为喷嘴从起始位置，沿着梯形侧边移动，再到梯形的上边，又沿着梯形另一侧边到下一个梯形的起始角，重复梯形波纹的打印12次，到矩形右侧边的顶角，所述波纹肋板打印反路径(3)为喷嘴从矩形右侧边的顶角，按照和之前所述波纹肋板打印正路径(2)相反的路径回到起点，所述蒙皮打印路径(1)、所述波纹肋板打印正路径(2)、所述波纹肋板打印反路径(3)完成为一个周期，总共需要完成1600个周期。

5.根据权利要求4所述的基于3D打印的列车轻智夹层结构一体化设计及制造方法，其特征在于：所述步骤3中，采用连续碳纤维作为增强相，尼龙作为基体材料，进行所述波纹夹层板的一体化成型。

6.根据权利要求1所述的基于3D打印的列车轻智夹层结构一体化设计及制造方法，其特征在于：使用本夹层结构制造列车车体能够对车体夹层部分减重33％，每节车约减重2.7吨，达到了良好的轻量化的效果。