近年来,刀具砍杀事件时有发生,人民的生命安全受到极大的威胁,防刺服的研发日益受到关注。现有的防刺服存在重量过重,热湿舒适性差等缺点,研制轻质透气的防刺服成为新型警用防护装备研发的热点。论文借鉴生物护甲,设计了一种类似“金字塔”结构的防刺基板,使用激光烧结技术快速成型。通过刀具冲击基板的数值模拟和实验,研究了金字塔结构基板的防刺机理,得到了最优的结构设计:激光烧结尼龙3200(PA3200)材料基板最佳金字塔角度22.5°,最佳厚度6.75 mm;激光烧结尼龙/多壁碳纳米管(PA/MWNT)材料基板最佳金字塔角度25°,最佳厚度6.25 mm。同时,采用铆钉式和合页式两种连接方式设计并制造了防刺服成衣,两种防刺服都通过了刀具的冲击测试。本文的主要内容和结论如下。(1)依据防刺服标准GA68-2008对尼龙材料平板和金字塔结构的基板进行模拟仿真。结果表明,由于金字塔结构对刀具的冲击力具有分散作用,避免了冲击动能的集中破坏,使得金字塔结构比平板的防刺性能要高得多。基板的防刺性能随着金字塔角度的增大,先增大后减小,从力学分析和能量转化两方面论证了此结论。(2)不同材料,结构,整体尺寸和金字塔参数的激光烧结防刺基板进行刀具冲击实验。结果表明,激光烧结PA/MWNT和尼龙/玻璃纤维(PA/GF)材料的防刺性能优于PA3200;单层基板的防刺性能优于双层或多层叠加基板;金字塔结构基板防刺性能优于平板;基板防刺性能随着金字塔角度增大先增大后减小,随着基板厚度增大先增大后不变,随着金字塔尺寸增大先增大后减小,随着基板整体尺寸增大而减小。(3)进行了防刺服成衣的设计与性能测试。铆钉式连接的防刺服,通过3D打印技术一体成型,制作速度快,具备较高的灵活性和透气性;合页式连接的防刺服兼备轻质性和灵活性。两种防刺服皆能满足测试要求,具有广泛的应用前景。