科创中国

新材料技术

本发明属于増材制造技术领域，并公开了一种基于4D打印的制备金属谐振型超材料的方法。该方法包括：(a)将所需零件的三维模型进行切片处理，所需零件为金属谐振型超材料吸波结构，自下而上分为底层、介质基板层和记忆合金层，所述切片处理后每层被切片为多个切片层；(b)逐层打印所述切片层，直至完成所有切片层的打印，由此获得所需零件，其中，针对底层和记忆合金层中的切片层，采用激光选区熔化的方法逐层打印成形，对于介质基板层采用熔融沉积成型的方法逐层打印成形。通过本发明，制备的金属谐振型超材料具有智能响应特性，在外界刺激下发生结构的改变从而能够对不同频段进行隐身，有效应对外界环境的变化，制备方法简单，成本低。

超材料是一种单元结构尺寸远小于工作波长的人工周期结构，它的核心是其电磁性能主要取决于单元结构而不取决于材料本身。通过人工设计单元结构，可以得到特殊的介电常数和磁导率。超材料具有质量轻，隐身效果好，隐身范围可调等优点。2006年，Pendry等人提出利用介电常数和磁导率在空间的不同分布来控制电磁波在其中的传播路径，使电磁波绕过被包裹的的物体而不发生散射，实现真正意义上的隐身。同年，D R Smith教授团队利用金属谐振型超材料制备出了二维隐身罩，实现了对电磁波的隐身。谐振型超材料由金属材料和介电材料组成，传统的超材料制造工艺有印刷电路板堆叠组装以及微电子刻蚀工艺。但是利用印刷电路板工艺制造周期长，刻蚀铜液会造成环境污染，且只能进行二维结构的制造，制造缺乏柔性。而采用微电子刻蚀技术制造工艺复杂，且成本高昂。而3D打印技术具有能够制造复杂结构、制造周期短、成本低、具有制造柔性等一系列优势，因此本发明提出一种利用4D打印的方法来制造金属谐振型超材料的方法。

史玉升，1962年出生。博士，教授，博士生导师，华中科技大学特聘教授。 现任华中科技大学材料科学与工程学院副院长、材料成形与模具技术国家重点实验室副主任、湖北省先进成型技术及装备工程技术研究中心副主任、中英先进材料及成型技术联合实验室副主任、材料化学与服役失效湖北省重点实验室学术委员会委员、湖北省机械工程学会理事、湖北省机电一体化技术应用协会理事、中国机械工程学会高级会员、中国机械工程学会特种加工分会青年工作委员会委员等职务