超表面异质结构的熔融沉积复合成形工艺及其电磁伪装性能研究

作     者：梁庆宣 尹浩宇 李赵辉 段玉冰 王昕 李涤尘 LIANG Qingxuan;YIN Haoyu;LI Zhaohui;DUAN Yubing;WANG Xin;LI Dichen

作者机构：西安交通大学机械工程学院西安710049 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51575431) 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第3期

页      码：276-283页

摘      要：超表面异质结构曲面共形电介质基底和金属单元序构的集成制造是阻碍超表面电磁伪装技术向工程化应用方向发展的瓶颈问题。基于3D打印技术设计自由度高、适合复杂结构快速成形的优势,提出一种液态金属与聚合物异质结构的熔融沉积复合成形工艺。在现有聚合物熔融沉积成形(Fused deposition modeling,FDM)工艺的基础上,基于热压-微结构嵌合界面增强机理,实现了熔融Sn-Bi液态金属在聚乳酸(Polylactic acid,PLA)基底上的稳定沉积;进一步优化打印挤出流量和层高等工艺参数,实现了金属线条的可控成形;通过运动指令修正和动态流量补偿的方式,显著提升了熔融沉积复合成形工艺的复杂结构成形能力。最后,利用所提出的液态金属与聚合物熔融沉积复合成形工艺制备了一种梯形超表面电磁伪装结构。电磁测试结果表明,所设计的超表面样品在x极化电磁波垂直入射的条件下最大广义雷达散射截面(Radar cross section,RCS)缩减达到约-14.1 dB,即超表面样品与拟伪装目标的电磁反射特性达到约96.1%的相似度,3 dB缩减(即RCS缩减至50%)带宽约为33.6%,显示出优异的电磁伪装性能。这种液态金属和聚合物的熔融沉积复合成形工艺为曲面共形超表面异质功能结构的集成制造提供了一种有效方法,为推动超表面向工程应用方向发展提供了制造技术支撑。

主 题 词：超表面 电磁伪装 异质结构 熔融沉积成形 复合成形 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 0810[工学-土木类] 1002[医学-临床医学类] 080202[080202] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2022.03.276

馆 藏 号：203108648...