本發(fā)明屬于異種輕質(zhì)材料連接，具體涉及一種基于增材制造成型的異質(zhì)復(fù)合材料定域增強(qiáng)（在指定/設(shè)定區(qū)域增強(qiáng)）連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、應(yīng)用于航空航天等高端裝備上某些異種輕質(zhì)材料的高強(qiáng)結(jié)合一直是本領(lǐng)域的技術(shù)難題，其現(xiàn)有的連接方式主要包括機(jī)械結(jié)合和粘接劑結(jié)合。機(jī)械結(jié)合一般通過(guò)鉚接或螺栓連接，工藝簡(jiǎn)單但強(qiáng)度低；粘接劑結(jié)合通常使用高性能膠粘劑，工藝簡(jiǎn)單但環(huán)境適應(yīng)性較差。

2、現(xiàn)有文獻(xiàn)cn117444199a提供了一種異種材料強(qiáng)化連接方法，將金屬粉末造孔劑混合物壓制在有井字形溝槽一面的金屬基材上，形成混合層的多孔金屬坯體，將金屬粉餅成型模塊壓制成的多孔金屬坯體放置在托盤(pán)并送入燒結(jié)室內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，從而獲得多孔金屬，將熔融（或塑化）狀態(tài)的材料注入到澆注模具，與多孔金屬固化形成連接強(qiáng)化結(jié)構(gòu)，該方案利用了多孔金屬的特性，使多孔金屬的微米級(jí)孔洞與被連接材料進(jìn)行連接。然而，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，基于澆注并施加壓力的方式很難甚至無(wú)法將熔融（或塑化）狀態(tài)的材料引入微米級(jí)孔洞中，更關(guān)鍵的是無(wú)法確保不同部位連接強(qiáng)度和抗剪切性能的均勻性，同意出現(xiàn)連接空洞的問(wèn)題（部位微米級(jí)孔洞中未能填充材料，出現(xiàn)了連接空洞區(qū)域）。

3、此外，現(xiàn)有異種輕質(zhì)材料的連接幾乎都是針對(duì)板材而開(kāi)發(fā)的，而對(duì)于棒材（特別是圓柱形棒材）目前并無(wú)有效的連接方式。因此，還需要針對(duì)異種輕質(zhì)棒材開(kāi)發(fā)一種有效的連接結(jié)構(gòu)/方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、至少針對(duì)背景技術(shù)中提到的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種基于增材制造成型的異質(zhì)復(fù)合材料定域增強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)。

2、本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案。

3、一種基于增材制造成型的異質(zhì)復(fù)合材料定域增強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)，包括用于相互連接的第一輕質(zhì)材料和第二輕質(zhì)材料，第一輕質(zhì)材料和/或第二輕質(zhì)材料能夠熔融或塑化成形，第一輕質(zhì)材料與第二輕質(zhì)材料的結(jié)合界面層具有若干個(gè)栓拉接點(diǎn)，栓拉接點(diǎn)的部分材料是通過(guò)增材制造技術(shù)成型的。

4、優(yōu)選地，第一輕質(zhì)材料為輕質(zhì)合金，第二輕質(zhì)材料為樹(shù)脂。

5、進(jìn)一步地，所述的栓拉接點(diǎn)包括與第一輕質(zhì)材料一體成型的懸空部，以及與第二輕質(zhì)材料一體成型的栓拉部，栓拉部緊密套設(shè)在懸空部上，通過(guò)增材制造技術(shù)成型的栓拉部緊密套設(shè)在懸空部上。采用這樣的方案，能夠進(jìn)一步提高異種輕質(zhì)材料連接強(qiáng)度和抗剪切性能。

6、更進(jìn)一步地，懸空部的根部比懸空部端部粗。

7、優(yōu)選地，第一輕質(zhì)材料和第二輕質(zhì)材料均為板材，在第一輕質(zhì)材料上設(shè)置有l(wèi)形或倒t形凹槽，凹槽的橫向空間上方設(shè)置間隔布置的若干個(gè)所述懸空部，凹槽整體呈直線結(jié)構(gòu)或弧形結(jié)構(gòu)。

8、優(yōu)選地，第一輕質(zhì)材料和第二輕質(zhì)材料均為棒材，第一輕質(zhì)材料位于第二輕質(zhì)材料內(nèi)部，在第一輕質(zhì)材料上設(shè)置有l(wèi)形或倒t形凹槽，凹槽的橫向空間上方設(shè)置間隔布置的若干個(gè)所述懸空部，凹槽整體呈圓環(huán)形或螺旋結(jié)構(gòu)。

9、優(yōu)選地，相鄰懸空部的間距為5-10mm，同一凹槽兩側(cè)的懸空部錯(cuò)位布置。

10、進(jìn)一步地，還包括第三輕質(zhì)材料，第三輕質(zhì)材料與第二輕質(zhì)材料的結(jié)合界面層也具有若干個(gè)所述栓拉接點(diǎn)。

11、進(jìn)一步地，所述的懸空部上還設(shè)置有通孔，通孔內(nèi)腔填充的材料作為栓拉接點(diǎn)的一部分。采用這樣的方案，能夠更進(jìn)一步提高異種輕質(zhì)材料連接強(qiáng)度和抗剪切性能。

12、優(yōu)選地，當(dāng)凹槽為倒t形時(shí)，凹槽的橫向空間長(zhǎng)度（也即是單個(gè)凹槽的寬度）為懸空部長(zhǎng)度的3~4倍。

13、有益效果：相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明利用增材制造技術(shù)成型的特定異種輕質(zhì)材料連接結(jié)構(gòu)，不僅顯著提高了異種輕質(zhì)材料連接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗剪切性能，而且能夠確保同一套連接件不同部位連接強(qiáng)度和抗剪切性能的均勻性，同時(shí)能夠避免連接孔洞（缺陷）的產(chǎn)生，此外，本發(fā)明還實(shí)現(xiàn)了異種輕質(zhì)棒材的有效連接。

技術(shù)特征：

1.一種基于增材制造成型的異質(zhì)復(fù)合材料定域增強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)，包括用于相互連接的第一輕質(zhì)材料（1）和第二輕質(zhì)材料（2），其特征在于：第一輕質(zhì)材料（1）和/或第二輕質(zhì)材料（2）能夠熔融或塑化成形，第一輕質(zhì)材料（1）與第二輕質(zhì)材料（2）的結(jié)合界面層具有若干個(gè)栓拉接點(diǎn)（3），栓拉接點(diǎn)（3）的部分材料是通過(guò)增材制造技術(shù)成型的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：第一輕質(zhì)材料（1）為輕質(zhì)合金，第二輕質(zhì)材料（2）為樹(shù)脂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的栓拉接點(diǎn)（3）包括與第一輕質(zhì)材料（1）一體成型的懸空部（4），以及與第二輕質(zhì)材料（2）一體成型的栓拉部（5），通過(guò)增材制造技術(shù)成型的栓拉部（5）緊密套設(shè)在懸空部（4）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：懸空部（4）的根部比懸空部（4）端部粗。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：第一輕質(zhì)材料（1）和第二輕質(zhì)材料（2）均為板材，在第一輕質(zhì)材料（1）上設(shè)置有l(wèi)形或倒t形凹槽（5），凹槽（5）的橫向空間上方設(shè)置間隔布置的若干個(gè)所述懸空部（4），凹槽（5）整體呈直線結(jié)構(gòu)或弧形結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：第一輕質(zhì)材料（1）和第二輕質(zhì)材料（2）均為棒材，第一輕質(zhì)材料（1）位于第二輕質(zhì)材料（2）內(nèi)部，在第一輕質(zhì)材料（1）上設(shè)置有l(wèi)形或倒t形凹槽（5），凹槽（5）的橫向空間上方設(shè)置間隔布置的若干個(gè)所述懸空部（4），凹槽（5）整體呈圓環(huán)形或螺旋結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：相鄰懸空部（4）的間距為5-10mm，同一凹槽（5）兩側(cè)的懸空部（4）錯(cuò)位布置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：還包括第三輕質(zhì)材料（6），第三輕質(zhì)材料（6）與與第二輕質(zhì)材料（2）的結(jié)合界面層也具有若干個(gè)所述栓拉接點(diǎn)（3）。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的懸空部（4）上還設(shè)置有通孔（7），通孔（7）內(nèi)腔填充的材料作為栓拉接點(diǎn)（3）的一部分。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：當(dāng)凹槽（5）為倒t形時(shí)，凹槽（5）的橫向空間長(zhǎng)度為懸空部（4）長(zhǎng)度的3~4倍。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于增材制造成型的異質(zhì)復(fù)合材料定域增強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)。包括用于相互連接的第一輕質(zhì)材料和第二輕質(zhì)材料，第一輕質(zhì)材料和/或第二輕質(zhì)材料能夠熔融或塑化成形，第一輕質(zhì)材料與第二輕質(zhì)材料的結(jié)合界面層具有若干個(gè)栓拉接點(diǎn)，栓拉接點(diǎn)的部分材料是通過(guò)增材制造技術(shù)成型的。本發(fā)明不僅顯著提高了異種輕質(zhì)材料連接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗剪切性能，而且能夠確保同一套連接件不同部位連接強(qiáng)度和抗剪切性能的均勻性，同時(shí)能夠避免連接孔洞（缺陷）的產(chǎn)生，此外，本發(fā)明還實(shí)現(xiàn)了異種輕質(zhì)棒材的有效連接。

技術(shù)研發(fā)人員：孫守政,韓振宇,蔡志剛,冉旭東,余松松,王建樹(shù)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15