隔声用声子晶体3D打印晶格结构双层复合板及制造方法

本发明涉及隔声用复合板，尤其涉及一种隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板及制造方法。

背景技术：

1、随着工业、科技的迅速发展，噪声问题引起人们越来越多的关注。噪声对人体健康的影响与声压级的大小和噪声频率有关。与中高频噪声污染相比，低频噪声污染具有衰减慢、穿透性强、隐蔽性高等特点。根据质量作用定律，采用较厚的隔声墙体能够提高对低频噪声的控制效果。当隔声结构的质量和空间受到限制时，很难控制低频噪声的传播。因此如何实现轻质结构的低频隔声是目前一个重要的研究问题。

2、相比传统隔声结构，声子晶体型声学超材料打破了质量定律的限制，实现了“小尺寸控制大波长”。利用声子晶体的局部共振吸收能量，可以产生低频带隙。薄板型声学超材料在低频隔声方面具有较大潜力，同时具有良好的承载能力。但现有的结构主要问题在于在保证结构较轻的前提下难以产生更低频、更宽频的带隙。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板及制造方法，旨在增强结构的低频隔声性能，实现了轻质低频隔声。

2、为实现上述目的，本发明提供一种隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，包括多个平面上周期布置的声子晶体单元，每一声子晶体单元均包括平行设置的声子晶体板和3d打印板，其中，

3、所述声子晶体板包括框形结构的基板以及位于框形结构基板内部的散射体，散射体采用铝合金材料组成的第一方形螺旋结构和结构钢组成的第二方形螺旋结构，第一方形螺旋结构和第二方形螺旋结构配合组成方形板结构；

4、所述3d打印板包括树脂制成的多个3d打印晶格结构。

5、优选地，所述基板采用丁腈橡胶制成方形框架结构。

6、优选地，所述基板背离3d打印板一侧的端面上固定有多个圆柱形振子，圆柱形振子与散射体形成耦合共振以拓宽声子晶体带隙。

7、优选地，所述圆柱形振子采用铝合金制成。

8、优选地，所述声子晶体板和3d打印板通过粘接固定。

9、优选地，所有声子晶体单元的声子晶体板固定连接形成一体结构，所有声子晶体单元的3d打印板固定连接形成一体结构。

10、优选地，所述3d打印晶格结构通过由八个圆柱体斜向剖开正方体的八个棱角处形成，圆柱体的轴线与正方体的棱角顶点与其中心的连线平齐设置。

11、优选地，所述3d打印晶格结构的边长为4mm~6mm。

12、优选地，所述基板的边长为20mm~30mm，基板的厚度为3mm~5mm，散射体的边长为10mm~20mm，散射体的厚度为3mm~5mm，第一方形螺旋结构和第二方形螺旋结构的宽度为1mm~3mm。

13、本发明进一步提出一种基于上述的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板的制造方法，包括以下步骤：

14、采用3d打印方法制作3d打印板，制作基板、第一方形螺旋结构和第二方形螺旋结构，并将第一方形螺旋结构和第二方形螺旋结构嵌入基板的方形框架内部并将三者固定连接从而形成声子晶体板；

15、通过环氧树脂ab胶胶粘剂或改性聚氨酯胶粘剂将声子晶体板和3d打印板粘接。

16、将多个声子晶体单元之间通过粘接固定。

17、本发明提出的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，可应用于对结构轻质化要求较高的隔声结构中。通过声子晶体板与3d打印晶格结构的复合，在保证整体结构轻质的基础上拓宽了低频隔声频带，有效解决了轻质低频宽频隔声问题。在生产应用中可根据实际生产所需尺寸，选择合适的周期数及单元晶格常数，构建合适尺寸的声子晶体板。

技术特征：

1.一种隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，其特征在于，包括多个平面上周期布置的声子晶体单元，每一声子晶体单元均包括平行设置的声子晶体板和3d打印板，其中，

2.如权利要求1所述的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，其特征在于，所述基板采用丁腈橡胶制成方形框架结构。

3.如权利要求1所述的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，其特征在于，所述基板背离3d打印板一侧的端面上固定有多个圆柱形振子，圆柱形振子与散射体形成耦合共振以拓宽声子晶体带隙。

4.如权利要求3所述的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，其特征在于，所述圆柱形振子采用铝合金制成。

5.如权利要求1所述的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，其特征在于，所述声子晶体板和3d打印板通过粘接固定。

6.如权利要求1所述的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，其特征在于，所有声子晶体单元的声子晶体板固定连接形成一体结构，所有声子晶体单元的3d打印板固定连接形成一体结构。

7.如权利要求1所述的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，其特征在于，所述3d打印晶格结构通过由八个圆柱体斜向剖开正方体的八个棱角处形成，圆柱体的轴线与正方体的棱角顶点与其中心的连线平齐设置。

8.如权利要求7所述的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，其特征在于，所述3d打印晶格结构的边长为4mm~6mm。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板，其特征在于，所述基板的边长为20mm~30mm，基板的厚度为3mm~5mm，散射体的边长为10mm~20mm，散射体的厚度为3mm~5mm，第一方形螺旋结构和第二方形螺旋结构的宽度为1mm~3mm。

10.一种基于权利要求1至9中任意一项所述的隔声用声子晶体3d打印晶格结构双层复合板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提出一种隔声用声子晶体3D打印晶格结构双层复合板及制造方法。本隔声用声子晶体3D打印晶格结构双层复合板包括多个横向周期布置的声子晶体单元，每一声子晶体单元均包括平行设置的声子晶体板和3D打印板，声子晶体板包括框形结构的基板以及位于框形结构基板内部的散射体，散射体采用铝合金材料组成的第一方形螺旋结构和结构钢组成的第二方形螺旋结构，第一方形螺旋结构和第二方形螺旋结构配合组成方形板结构；3D打印板包括多个3D打印晶格结构。本隔声用声子晶体3D打印晶格结构双层复合板，通过声子晶体板100与3D打印晶格结构的复合，在保证整体结构轻质的基础上拓宽了低频隔声频带，有效解决了轻质低频宽频隔声问题。

技术研发人员：韩泽旭,李君宇,黄其柏
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/2