[发明专利]一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法

权利要求书

1.一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法，其特征在于，包括：

步骤1：进行三维建模和3D打印预处理，得到三维模型；

步骤2：基于三维模型，在变位机基板上采用FDM技术打印水溶性内腔衬底支撑结构，对内腔衬底支撑结构的表面进行机械加工或化学蒸汽抛光处理，提高表面质量和光洁度；

步骤3：在步骤2产生的水溶性内腔衬底支撑结构的表面气雾喷射3D直写介质层1，在介质层1上用金属纳米墨水气雾喷射3D直写FSS图案阵列1，再在FSS图案阵列1表面气雾喷射3D直写介质层2作为保护层；

步骤4：在步骤3的介质层2上，采用CFF技术打印腔体本体结构，对腔体本体结构表面进行机械加工或化学蒸汽抛光处理；

步骤5：在腔体本体结构表面气雾喷射3D直写介质层3，在介质层3上用金属纳米墨水气雾喷射3D直写外表面FSS图案阵列2，再在FSS图案阵列2表面气雾喷射3D直写介质层4作为保护层；

步骤6：在介质层4上，重复步骤5，直到打印FSS图案阵列n、介质层n；n大于等于5；

步骤7：洗掉水溶性内腔衬底支撑结构，得到复杂曲面腔体结构。

2.根据权利要求1所述的一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法，其特征在于：所述气雾喷射3D直写，工艺参数为：气雾喷射的喷头距离变位机基板的高度为1～5mm，喷头的运动速度20～150mm/s，喷射的单道次宽度10μm～3mm，喷射的单道层厚为100nm～2μm,线宽成形精度优于±10μm。

3.根据权利要求1所述的一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法，其特征在于：所述介质层和FSS图案阵列层均由若干沉积层逐层打印后固化形成，沉积层采用底部基板热固化方法和表面光子烧结固化方法进行同步复合固化。

4.根据权利要求1所述的一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法，其特征在于：介质层的厚度d₀为10μm～1mm，FSS图案阵列层的厚度h₀为1μm～10μm。

5.根据权利要求3所述的一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法，其特征在于：所述沉积层采用底部基板热固化方法中变位机基板温度设置为100℃～140℃，所述表面光子烧结固化方法中的光子辐照强度为500～800mW/cm²，各沉积层之间的固化间隔时间为3～5s。

6.根据权利要求1所述的一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法，其特征在于：所述步骤1中的三维建模和3D打印预处理，具体为：采用建模软件对复杂曲面腔体结构、水溶性内腔衬底支撑结构、内表面FSS图案、外表面FSS图案分别进行三维建模，模型经3D打印工艺处理软件进行数据切片、路径规划后输入3D打印机。

7.根据权利要求1所述的一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法，其特征在于：所述步骤2中，表面质量优于Ra1.6。

8.根据权利要求1所述的一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法，其特征在于：所述步骤4中复杂曲面腔体结构的成形精度优于0.1mm。

9.根据权利要求1所述的一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法，其特征在于：所述步骤4中对腔体结构表面进行机械加工或化学蒸汽抛光处理，具体为：化学蒸汽抛光的蒸汽温度为100～120℃，处理时间为0.5～2h，表面质量优于Ra1.6。

10.根据权利要求1所述的一种复杂曲面腔体结构频率选择表面的一体化制作方法，其特征在于：所述步骤4中复杂曲面腔体结构的材料为高性能热塑性材料、短纤增强热塑性复合材料或连续纤维增强热塑性复合材料。