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龍圖騰網(wǎng)恭喜吉林大學(xué)申請(qǐng)的專利一種形變可逆的應(yīng)力與磁場雙向激勵(lì)4D打印方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN116275108B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-13發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202310218309.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：B22F10/28；該發(fā)明授權(quán)一種形變可逆的應(yīng)力與磁場雙向激勵(lì)4D打印方法是由吳文征;周懌明;李桂偉;劉慶萍;鄭奧都;李旗;孫浩嵐;聶玉海;滕金源;趙繼;任露泉設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2023-03-08向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種形變可逆的應(yīng)力與磁場雙向激勵(lì)4D打印方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明涉及一種形變可逆的應(yīng)力與磁場雙向激勵(lì)4D打印方法，屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域。基于磁致伸縮材料，首先通過編程工藝參數(shù)來實(shí)現(xiàn)樣件不同空間位置內(nèi)應(yīng)力分布的可控預(yù)設(shè)，然后將打印完畢的樣件依次經(jīng)過熱處理應(yīng)力釋放與磁場處理實(shí)現(xiàn)可控的雙向激勵(lì)形變，且通過預(yù)先對(duì)內(nèi)應(yīng)力的控制使樣件經(jīng)過磁場激勵(lì)后變?yōu)樽畛跣螒B(tài)，最終通過磁場的施加與否實(shí)現(xiàn)兩個(gè)形態(tài)之間的可逆切換，得到形變可逆的磁致伸縮4D打印零件。本發(fā)明采用應(yīng)力與磁場雙向激勵(lì)的方式實(shí)現(xiàn)磁致伸縮材料的4D打印且可通過磁場可逆切換零件形態(tài)，可用于提高磁致伸縮成型零件應(yīng)用性與靈活性，放大磁致伸縮效應(yīng)，并擴(kuò)展4D打印的驅(qū)動(dòng)方式，提高其可變性與應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明授權(quán)一種形變可逆的應(yīng)力與磁場雙向激勵(lì)4D打印方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種形變可逆的應(yīng)力與磁場雙向激勵(lì)4D打印方法，其特征在于，包括下列步驟：步驟1、選擇磁致伸縮合金粉末作為打印原材料，采用選區(qū)激光熔化SLM3D打印方法；步驟2、采用三維建模軟件根據(jù)應(yīng)力需求完成成型零件的宏微觀結(jié)構(gòu)建模；步驟3、將零件的三維模型文件以STL格式輸入到選區(qū)激光熔化3D打印制造系統(tǒng)；步驟4、啟動(dòng)選區(qū)激光熔化3D打印制造系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)對(duì)打印工藝參數(shù)的變化進(jìn)行有序編程，實(shí)現(xiàn)樣件不同空間位置內(nèi)部應(yīng)力的可控預(yù)設(shè)，為其之后應(yīng)力與磁場的雙向激勵(lì)提供依據(jù)，設(shè)計(jì)的打印工藝參數(shù)的變化控制在一定范圍內(nèi)：激光功率控制在50-450W，掃描速度控制在200-1600mms，掃描間距控制在0.3-0.7μm，打印層厚控制在20-40μm，成型基板溫度控制在40-60℃，成型室溫度控制在70-80℃，打印角度控制在0-90°；步驟5、利用選區(qū)激光熔化3D打印制造系統(tǒng)進(jìn)行磁致伸縮材料零件的成型，根據(jù)三維模型切片處理的層輪廓信息，成型缸做Z方向運(yùn)動(dòng)，激光作XY方向運(yùn)動(dòng)，刮粉刀作來回運(yùn)動(dòng)，鋪粉成型完一層后，成型缸下降一個(gè)層厚的高度，再進(jìn)行下一層粉末的成型，如此成型疊加，直至最后成型出零件三維模型，在打印過程中樣件受不同參數(shù)的影響會(huì)在其各個(gè)部位產(chǎn)生不同的預(yù)設(shè)應(yīng)力；步驟6、在樣件打印完畢之后置于管式爐內(nèi)進(jìn)行退火處理，爐內(nèi)氣氛Ar-4％H2，工作氣壓為0.4Pa，加熱時(shí)以200℃h的速率從室溫加熱至820℃，冷卻時(shí)使用100℃h的冷卻速度，直到達(dá)到500℃，然后讓樣品在爐中冷卻至室溫，熱處理后樣件因打印參數(shù)分布的不同而產(chǎn)生的預(yù)設(shè)應(yīng)力會(huì)發(fā)生釋放，使打印樣件發(fā)生一次可控形變；步驟7、將熱處理后的樣件放入預(yù)先設(shè)置好的磁場進(jìn)行處理，使材料磁化，因樣件材料的磁致伸縮特性，受到磁場影響后會(huì)產(chǎn)生橫縱形變效果，使得樣件在一次形變后發(fā)生了二次形變并且通過預(yù)先對(duì)內(nèi)部應(yīng)力分布的控制使其變?yōu)榱俗畛跣螒B(tài)，最終可通過磁場的施加與否實(shí)現(xiàn)兩個(gè)形態(tài)之間的可逆切換，樣件在磁場中發(fā)生的形變可表示為： 式中，為由磁致伸縮導(dǎo)致的形變，e為磁化飽和時(shí)的形變，為觀察方向或測試方向與磁化強(qiáng)度方向之間的夾角；其中，e可用材料的磁致伸縮系數(shù)λ表示為： 步驟8、結(jié)合應(yīng)力釋放激勵(lì)的一次形變與磁場激勵(lì)的二次形變，可得到可逆切換形態(tài)的磁致伸縮材料4D打印成型零件，實(shí)現(xiàn)形變可逆的應(yīng)力與磁場雙向激勵(lì)的磁致伸縮材料4D打印。

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