本發(fā)明涉及車用材料技術領域，具體來說，涉及3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構及采用其的車用構件。

背景技術：

3d打印技術一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬、塑料(可用pvc代替塑料二字)、樹脂、纖維等材料，通過（熔融沉積、激光燒結、激光固化）的方式逐層構造物體的打印技術。是制造業(yè)中正在迅速發(fā)展的一項新興技術，被英國《經濟學人》雜志在《第三次工業(yè)革命》一文中，稱為第三次工業(yè)革命的重要標志之一。其具有以下優(yōu)點：制造復雜物品不增加成本、產品多樣化不增加成本、無須組裝、零時間交付、設計空間無限、零技能制造、不占空間而且便攜制造、材料無限組合、精確的實體復制。

近年來，國內外3d打印技術蓬勃發(fā)展，在航空航天、生物醫(yī)學工程、工業(yè)制造等多個方面有著廣泛地應用。更值得關注的是，3d打印技術以其獨特的靈活性和精確性，使其在制造結構復雜的鏤空產品方面具有極大的優(yōu)勢。

隨著經濟發(fā)展和科技進步，世界汽車行業(yè)的發(fā)展也有所提高，轎車、客車、越野車、賽車以及貨車等各種用途各種類型的車輛，在應用便利性、功能專業(yè)性和增強動力及發(fā)動機輕量化等方面都取得了一定進步。但各型車輛所用構件所用材料基本相同、結構大致一樣的弊端并無根本改變，比如車身主體框架、橫縱梁、車軸、車身鈑金等部件基本都使用鋼鐵材料構造，那么對于所有車輛而言，就存在著以下問題：

1.車身重量大

2.整車成本高

3.能源消耗大

4.環(huán)境危害大

5.車輛靈活性低

6.各項安全標準低等問題。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

針對相關技術中的上述技術問題，本發(fā)明提出3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構及采用其的車用構件，能夠極大的降低車身重量，從而減少能源消耗、提高車輛的靈活性和各項安全標準、并顯著增強環(huán)保效益。

為實現上述技術目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現的：

3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構，包括由多個棱圍成的鏤空球體，所述球體表面有6個正方形一和8個正六邊形，6個所述正方形一分別在所述球體表面的正上、正下、正前、正后、正左、正右的方向，每兩個所述正方形一之間通過一正六邊形連接，每個所述正方形一與每個所述正六邊形共用一條棱，每兩個相鄰的所述正六邊形共用一條棱；從所述球體的正上、正下、正左、正右、正前、正后方向觀察，所述球體均呈八邊形，所述八邊形有四條相等的邊一和四條相等的邊二，所述邊一和邊二交替連接；在所述正八邊形的中心有一正方形一，所述正方形一的每個頂點正對著八邊形一條所述邊二的中點，所述頂點通過所述棱與所述中點連接。

進一步的，每兩個相鄰的所述球體通過共用一個所述正方形一相連接，每個所述球體最多與六個球體相連接，多個所述球體重復疊加、按層排列、相互交織、形成完整一體的內部鏤空結構；從所述球體的正上、正下、正左、正右、正前、正后方向觀察，每四個所述球體圍成一個正方形二，所述正方形二的面積大于所述正方形一的面積。

進一步的，所述鏤空結構可以呈現正方體形、長方體形、圓柱體形、弧形或者多種形狀的組合體形。

進一步的，所述3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構采用合金材質。

進一步的，所述3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構采用3d打印成型技術。

進一步的，本技術發(fā)明與應用材料所產生的蜂窩疊層鏤空結構，可在滿足（或提升）現有車輛各項標準的前提下，生產各型車輛及其構件。

進一步的，本發(fā)明所生產的車輛具備自重輕、能源省、結構穩(wěn)，安全標準優(yōu)于現有車輛各項安全指標的顯著特征。

進一步的，本發(fā)明所生產的車輛使用純電力驅動，節(jié)能環(huán)保效益明顯。

進一步的，本發(fā)明所生產的車輛不受行駛里程限制；配有完善的充、放電設備，既可以外接電源充電，亦可在行駛中自行充電。

進一步的，本發(fā)明所生產的車輛，不用現有整車制造技術中的車輛制造工藝、生產方法、動力模式、使用材料、結構形式，并與其在技術范疇上有顯著區(qū)別。

一種剎車制動鉗，所述剎車制動鉗的制動鉗或者活塞外壁采用本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構。

一種傳動軸，所述傳動軸的傳動管采用本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明所述的鏤空結構采用3d打印成型技術，制造過程中既能節(jié)省材料，還不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具、機床或任何模具，又能直接把計算機的任何形狀的三維cad圖形生成實物產品，以及能做到較高的精度和復雜度。

本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構中的球體設計符合力學原理，當外在壓力作用于鏤空結構時，內部正方形和正六邊形的構型能通過棱與棱的交織點，快速分散降解壓力，從而達到360°無死角的逐級抵消并化解外侵壓力的目的，使得整個鏤空結構在具備極大的抗壓性、抗震性的同時，結構更穩(wěn)固，耐腐蝕，可有效延長產品壽命。

采用本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構來制造車用構件有以下優(yōu)點：

（1）極大的減少車身重量，提高車輛操控的靈活性和行車安全性；

（2）汽車構件具有更高的強度和韌度，延長構件及整車的使用壽命；

（3）節(jié)約資源能源，降低使用成本，保護環(huán)境；

（4）代替現有易腐蝕、能源消耗大的材料，促進現在制造業(yè)結構升級。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本發(fā)明實施例所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構的結構示意圖一；

圖2是根據本發(fā)明實施例所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構的結構示意圖二；

圖3是根據本發(fā)明實施例所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構所形成的圓柱體形的結構示意圖；

圖4是根據本發(fā)明實施例所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構所形成的弧形的結構示意圖；

圖5是根據本發(fā)明實施例所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構所形成的多種形狀組合體形的結構示意圖一；

圖6是根據本發(fā)明實施例所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構所形成的多種形狀組合體形的結構示意圖二；

圖7是根據本發(fā)明實施例所述的一種剎車制動鉗的結構示意圖；

圖8是根據本發(fā)明實施例所述的一種傳動軸的結構示意圖。

圖中：1、球體；2、棱；3、正方形一4、正六邊形；5、八邊形；6、邊一；7、邊二；8、正方形二；9、剎車鉗；10、活塞外壁；11、軸管外壁；12、軸管內壁。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一

3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構，包括由多個棱2圍成的鏤空球體1，所述球體1表面有6個正方形一3和8個正六邊形4，6個所述正方形一3分別在所述球體1表面的正上、正下、正前、正后、正左、正右的方向，每兩個所述正方形一3之間通過一正六邊形4連接，每個所述正方形一3與每個所述正六邊形4共用一條棱2，每兩個相鄰的所述正六邊形4共用一條棱2。

從所述球體1的正上、正下、正左、正右、正前、正后方向觀察，所述球體1均呈八邊形5，所述八邊形5有四條相等的邊一6和四條相等的邊二7，所述邊一6和邊二7交替連接；在所述正八邊形5的中心有一正方形一3，所述正方形一3的每個頂點正對著八邊形5一條所述邊二7的中點，所述頂點通過所述棱2與所述中點連接。

每兩個相鄰的所述球體1通過共用一個所述正方形一3相連接，每個所述球體1最多與六個球體1相連接，多個所述球體1重復疊層相互交織形成內部整體排列的鏤空結構。

從所述球體1的正上、正下、正左、正右、正前、正后方向觀察，每四個所述球體1圍成一個正方形二8，所述正方形二8的面積大于所述正方形一3的面積。

圖3-6是本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構形成的正方體形、長方體形、圓柱體形、弧形或者多種形狀的組合體形。

如圖5和圖6所示，a和c是由本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構構成的梯形塊，b是由發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構構成的平形四邊形塊，d和e是由發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構構成的平板。a通過上、中、下三層d與b相連接，b通過上、中上、中下和下四層e與c相連接,且在d靠近b的那一端的上表面和e靠近c的那一端的上表面均開有凹槽f，從圖5和圖6中可以看出，a、b、c的高和寬是依次增大的，d的寬度與b一致，e的寬度與c一致。a、b、c、d、e和f共同構成了一種蜂窩疊層鏤空結構的逐級增強的緩沖式結構。

本實施例所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構，當外在壓力作用于鏤空結構時，內部正方形和正六邊形的構型能通過棱與棱的交織點，快速分散降解壓力，從而達到360°無死角的逐級抵消并化解外侵壓力的目的，使得整個鏤空結構在具備極大的抗壓性、抗震性的同時，結構更穩(wěn)固，耐腐蝕。

因此，采用本鏤空結構做成的車用部件或構件，比如：車架的縱橫大梁、防撞梁、車軸、電動車和自行車骨架以及新能源汽車的車架等等，不僅可以極大的減輕整車重量，而且車用部件或構件在更堅固、更抗壓、高韌性的同時，結構整體性更強、車輛操控性更靈活，顯著提升各項行車安全標準。此外，采用了本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構的載貨車輛，在減輕車身自重的同時，有效增大載貨量，提高運輸效率，并實現了載貨車輛的電動化，達到節(jié)約能源和成本的目的，降低行業(yè)整體費用，其應用前景非常廣泛，會明顯提升各項社會效益。

實施例二

圖7是一種剎車制動鉗的結構示意圖，圖中的9是剎車鉗，10是活塞的外壁，剎車鉗9和活塞外壁10均采用了本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構。

傳統(tǒng)的剎車鉗和整個活塞都是鋼鐵鑄造結構，很笨重，致使剎車系統(tǒng)熱能聚集快、揮發(fā)慢，在連續(xù)長時間使用的情況下，導致剎車不靈現象時有發(fā)生，但當車輛采用了含有本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構制造的剎車鉗9和活塞外壁10的剎車制動鉗時，在減輕構件自身重量的前提下，既可以極大的提高剎車的靈敏性、增強行車的安全性，亦可到達即使長時間使用剎車，也能快速揮發(fā)剎車系統(tǒng)所產生的熱能，保證剎車效率、降低危險、極大提高行車安全性。

實施例三

圖8是一種傳動軸的結構示意圖，圖中上半部分是剖面圖，圖中的11是傳動軸管的外壁，圖中的12是傳動軸管的內壁，軸管外壁11和軸管內壁12均采用了本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構。

傳統(tǒng)的軸管外壁11和軸管內壁12均是鋼鐵結構，而且軸管外壁11和軸管內壁12的管壁都很厚，這使得整車的重量大大增加,降低了動力傳輸效率。但當汽車采用了含有本發(fā)明所述的3d打印合金材料蜂窩疊層鏤空結構制造的軸管外壁11和軸管內壁12的傳動軸時，可以明顯的減輕車輛自重，降低能源消耗，節(jié)約使用成本。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。