功能基元序构的4D打印仿螺钉电磁超材料及其性能研究

来源：机械工程学报杂志2026年第3期北京时间：

作者：邓开鑫, 宋军, 方儒轩, 宋波

单位：华中科技大学材料科学与工程学院 武汉 430074

摘要：4D打印为电磁超材料提供了多材料和多维度的制造能力，借助材料对外界刺激的响应，可充分发挥其动态可调谐性和多功能集成的优势。以工程机械中的螺钉为仿生结构原型，用CB/PLA复合线材作为电磁损耗基体，CB/TPU-PLA复合线材为4D智能材料基底，利用熔融沉积成型(FDM)技术设计并制造了功能基元序构的4D打印仿螺钉电磁超材料。研究了多材料组合和结构几何参数对电磁超材料吸波性能的影响，并揭示其宽频吸收机制。仿真和实测结果表明：电磁超材料的有效吸收频宽(EAB)高达36.95 GHz，最小反射损耗为-33.26 dB；在入射角θ=0～60°的范围内具有优异的广角吸收特性(EAB≥ 34.66 GHz)。此外，电磁超材料还表现出优异的形状记忆性能，30 s内的形状回复率＞90%。仿螺钉电磁超材料有效吸收频带广，兼具良好形状记忆特性，为智能电磁防护、自适应隐身等应用提供新方案，助力电磁超材料向多功能集成化发展。

关键词：4D打印,电磁隐身超材料,仿生结构,宽频电磁吸波,形状记忆性能；