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龙图腾网获悉华南理工大学申请的专利一种基于功能基元调控的高疲劳寿命镍钛形状记忆合金及其4D打印制备方法与应用获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117282979B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310184331.4，技术领域涉及：B22F10/28；该发明授权一种基于功能基元调控的高疲劳寿命镍钛形状记忆合金及其4D打印制备方法与应用是由杨超;蔡潍锶;张业钦;卢海洲设计研发完成，并于2023-03-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于功能基元调控的高疲劳寿命镍钛形状记忆合金及其4D打印制备方法与应用在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于功能基元调控的高疲劳寿命镍钛形状记忆合金及其4D打印制备方法与应用。所述4D打印制备方法包括零件模型设计、功能基元尺寸确定、大小熔池组合打印工艺设计和4D打印功能基元调控四个步骤，其核心是通过高低激光能量生成大小熔池，小熔池原位调控大熔池的初始功能基元，具体为小熔池的热影响区原位热处理大熔池的胞状晶区，小熔池的芯部重熔大熔池的过渡区和热影响区，获得Ti2Ni纳米晶弥散均匀分布的目标功能基元。本发明制备的镍钛形状记忆合金具有良好的功能循环稳定性和高疲劳寿命，能更好地满足动态载荷和循环应变服役下的可靠性和耐久性，可广泛应用于医疗器械、汽车工业、航空航天以及建筑水暖产品等领域。

本发明授权一种基于功能基元调控的高疲劳寿命镍钛形状记忆合金及其4D打印制备方法与应用在权利要求书中公布了：1.一种基于功能基元调控的高疲劳寿命镍钛形状记忆合金的4D打印制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 1零件模型设计：对零件模型进行网格划分构建有限元模型，根据零件使役环境决定的负载情况及功能特性需求，模拟其在不同使役环境下的变形行为，拓扑优化出零件几何模型； 2功能基元尺寸确定：通过有限体积法预测4D打印镍钛合金单道熔池的温度场及其决定的轮廓尺寸，确定步骤3中功能基元对应的大小熔池的尺寸关系和工艺参数范围，确定功能基元的尺寸； 3大小熔池组合打印工艺设计：将步骤1所得零件几何模型导入4D打印成型系统生成重叠放置的两组模型，并分别赋予步骤2所得大小熔池的两组工艺参数，从而实现大小熔池组合打印，根据所设工艺参数生成打印文件； 44D打印功能基元调控：运行步骤3生成的打印文件对镍钛合金粉末进行4D打印成型；采用大小熔池组合打印，高激光能量密度产生大熔池、形成初始功能基元，低激光能量密度产生小熔池，并原位调控初始功能基元为目标功能基元，重复该过程直到得到基于功能基元调控的高疲劳寿命镍钛形状记忆合金； 步骤4中所述原位调控初始功能基元为目标功能基元具体步骤为：大熔池相互搭接，形成含胞状晶区、过渡区、热影响区三个特征区的初始功能基元；小熔池的热影响区位于大熔池的胞状晶区，对大熔池的胞状晶区进行原位热处理，小熔池的芯部位于大熔池的过渡区和热影响区，使其发生重熔，最终获得目标功能基元； 所述基于功能基元调控的高疲劳寿命镍钛形状记忆合金包括目标功能基元，所述目标功能基元包含小熔池边界的原位热处理区和小熔池芯部的重熔区；所述原位热处理区为晶粒尺寸为800~1000nm的胞状晶，其内部包含均匀分布的尺寸为10~30nmTi2Ni纳米晶，且Ti2Ni纳米晶与基体具有共格或半共格关系；所述重熔区为粗化的4~8μm宽的柱状晶，其内弥散分布尺寸为10~50nm的Ti2Ni纳米晶。

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