现行防刺服存在热湿阻高、重量大的缺陷,导致防刺服穿着效率低下,丧失了应有的保护功能。针对于这种情况,本文借鉴自然界蛋壳的稳定结构设计出了微蛋壳防刺结构,并利用典型3D打印技术—激光烧结(LS)加工成型。3D打印技术不受模型复杂程度的限制,加工周期快,有着其它传统加工方式不具备的优点,现已被广泛应用在各个邻域中。但是激光烧结技术容易受温度梯度的影响,使加工件的性能产生波动,而且这种性能差异在不同LS设备不尽相同。为了分析这种差异,使用拉伸试样测试了实验所用烧结设备的性能,分析了该烧结设备的工件力学性能的稳定性。参照国标(GA68-2008)搭建了测试平台。通过实验与模拟的方法,重点研究了结构中空心椭圆长半轴、短半轴两个结构参数对结构的防刺性能的影响,揭示了不同结构的防刺基板穿刺深度、面密度及刀具动能曲线等因素的变化规律。分析了微蛋壳防刺结构的穿刺位置所对刀具穿刺深度的影响规律,以及刀尖刺入口形状的差异性,开展了微蛋壳结构防刺基板失效形式的分析研究。使用PA3200原材料烧结了25块不同结构参数的微蛋壳结构防刺试样,每块防刺试样进行3次防刺性能测试。实验结果表明微蛋壳防刺基板的防刺性能随着空心椭圆结构长半轴的增加而增加,随着空心椭圆短半轴的增大而减少。研究获得了最优结构参数与最小面密度(6.38 kg/m~2)组合形式。数值模拟方面,利用ANSYS AUTODYN有限元软件分析不同结构试样之间力学响应的差异性。通过分析典型场景中,刀具作用于平板与仿生结构上时的刀具动能衰减曲线,发现了相同面密度下平板试样刀具动能降为零所需时间大约是微蛋壳仿生型防刺结构的2倍。并且,通过比较不同微蛋壳仿生结构的动能下降曲线,发现空心椭圆结构长半轴一致时,刀具动能下降为零的时间随着空心椭圆短半轴的增大而增加。在空心椭圆短半轴一致时,刀具动能下降为零的时间随着空心椭圆长半轴的增加而减少。该增减规律与实验中微蛋壳结构防刺测试所展现防刺性能变化规律一致。最后,通过设计与测试多种链接方式,完成了防生结构防刺单元到整体成衣的连接结构研究。为单片的微蛋壳防刺试样转换为大面积灵活防刺成衣,提供了可行连接方式。3D打印仿生型防刺基板具备优异防刺性能,可大幅度降低防刺服重量,减轻穿着人员的负荷。而且基于激光烧结(LS)技术特点,该仿生型防刺基板加工周期短、加工过程简便。综上,微蛋壳结构3D打印防刺基板为防刺服的设计制造提供了一种崭新的思路。