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認(rèn)知3D列印單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)的操控性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則

發(fā)布時間：2022-06-15 16:02:43瀏覽：6939點贊：

胞元內(nèi)部結(jié)構(gòu)是involves鍛造的一個重要的科學(xué)研究應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域，正像制磚的鑄鐵

，胞元的應(yīng)用領(lǐng)域增加了合金材料的采用，有效率協(xié)助同時實現(xiàn)高效率

。三種常用的胞元內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括蜂巢，接合處資產(chǎn)泡沫

，閉孔資產(chǎn)泡沫與單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)合金材料由于在熱

、電和成像操控性等各方面具備的競爭優(yōu)勢

，和做為潛在性的高效率合金材料而受現(xiàn)代人高度關(guān)注

。單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為同時實現(xiàn)零配件相同的外形和操控性關(guān)上了一扇

。單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)所所謂的繁雜程度，使involves鍛造/3D列印控制技術(shù)與鍛造有著純天然的契合點

。3D列印的兩大競爭優(yōu)勢是穩(wěn)定性和列印生產(chǎn)成本對商品的繁雜程度不脆弱，這也是繁雜的單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)成為3D列印應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域的兩大炙手可熱科學(xué)研究路徑的主要其原因

。

在采用3D列印控制技術(shù)做為單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)的鍛造形式時，結(jié)構(gòu)雕塑家能釋放出來和挖掘單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)的機能和發(fā)展?jié)摿?div id="jfovm50" class="index-wrap">，進(jìn)而提升其商品的操控性

。同時，單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計路子也可以使結(jié)構(gòu)斯特默再次思索配件所需的操控性

，以積極探索更多的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)部空間

。

自然現(xiàn)象中經(jīng)常出現(xiàn)單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)

，如骨頭和合金固體等

。在商品結(jié)構(gòu)設(shè)計時

，借助單色的機械設(shè)備效率

，如大容量體積，出眾的氣動操控性

，抗腐蝕為保護(hù)等

，能消除現(xiàn)代鍛造的管制，締造捷伊

、更高操控性的商品。

單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)合金材料不僅重量輕

，而且可以釋放出來大量的體積，這類內(nèi)部結(jié)構(gòu)能促進(jìn)熱交換和化學(xué)反應(yīng)

。

單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以顯著增大有效率體積，如果散熱器中充滿冷空氣

，也可以快速帶走熱量

。以計算機熱交換器為例

，計算機處理器的操控性往往會受產(chǎn)生的熱量的影響

，熱交換器的工作就是在風(fēng)扇的協(xié)助下

，將熱量從芯片中除去并將其排出到大氣中

，該系統(tǒng)的整體效率與散熱器的體積息息相關(guān)。然而

，如果沒有3D列印控制技術(shù)，“小” 特征想具備大體積是難以同時實現(xiàn)的

。

單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)運動鞋中底，圖片來源：Carbon

單色還可以通過更好地吸收能量來為保護(hù)商品

。例如有單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)的運動鞋中底和橄欖球頭盔緩沖內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在受外力作用時

，它們可以吸收撞擊力起到安全為保護(hù)的作用

。

噪音和振動令人不悅

，有時振動甚至?xí)档蜋C器操控性

。involves鍛造的單色還可以降低機械設(shè)備噪音和振動

。由于剛度低

，承受和恢復(fù)大應(yīng)變的能力強

，單色在抑制振動各方面很有效率

。例如

，單色可以運用到重型設(shè)備上的隔離墊中，以增加進(jìn)入鍛造系統(tǒng)的能量

。單色的可調(diào)特性也使工程師可以改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計以匹配其特定應(yīng)用領(lǐng)域要求。

單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以整合入零配件的結(jié)構(gòu)設(shè)計中

，不僅是從整體外形上與現(xiàn)代的商品結(jié)構(gòu)設(shè)計區(qū)別開來，還能同時實現(xiàn)減重

、散熱

、緩沖等相同的機能

。此外

，相同的單色細(xì)觀內(nèi)部結(jié)構(gòu)還將同時實現(xiàn)相同的力學(xué)操控性

。那么

，如何才能釋放出來單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)的種種潛能，確保3D列印部件符合結(jié)構(gòu)設(shè)計意圖呢

？此時，遵循為involves鍛造而結(jié)構(gòu)設(shè)計（DfAM）的原則變得尤為重要, 即通過形狀

、尺寸、層級內(nèi)部結(jié)構(gòu)和合金材料組成的系統(tǒng)綜合結(jié)構(gòu)設(shè)計

，最大限度提升商品操控性

。一些重要的DfAM因素包括胞元（單色的基本單位）內(nèi)部結(jié)構(gòu)、大小和密度

，合金材料選擇和胞元路徑等

。

單色胞元內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式眾多，它們是單色中的基本單元

，常用的單色胞元內(nèi)部結(jié)構(gòu)有立方體

，星形，八角形

，六邊形，菱形和四面體等

。

鈦合金“蜘蛛”架，由雷尼紹AM250鍛造，Altair Optistrut軟件, 和Materialise Magics 軟件生成

單色胞元內(nèi)部結(jié)構(gòu)的大小和密度是指單個胞元的大小和在一個內(nèi)部空間內(nèi)胞元的數(shù)量

。單色胞元本身的大小取決于其節(jié)點和連接節(jié)點的梁的厚度和長度。較大的胞元更容易列印

，同時也更硬

。相應(yīng)的，較小的胞元更均勻

，但會受特征尺寸的管制

。在進(jìn)行單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計時

，可以在單個商品的相同位置上設(shè)置相同的密度以同時實現(xiàn)機械設(shè)備操控性

。通過現(xiàn)代鍛造控制技術(shù)同時實現(xiàn)這些操控性，需要進(jìn)行多個配件組裝

，而3D列印可以在單一商品中形成相同的機能操控性區(qū)域

。

鍛造合金材料決定了單色的特性

。彈性或軟質(zhì)合金材料通常需要結(jié)構(gòu)設(shè)計成較小和較密集的胞元群以增加列印期間的下垂

。剛性合金材料在列印單色時具備更大的結(jié)構(gòu)設(shè)計范圍，胞元可以具備更大的尺寸和更少的數(shù)量

。

單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)的建模和3D列印中還存在不少挑戰(zhàn)。一個關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是要證明結(jié)構(gòu)設(shè)計的操控性可靠性

，特別是在抗疲勞各方面。由于單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表面和尖銳的交叉點很多

，這帶來了應(yīng)力集中

。

在單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計各方面

，軟件企業(yè)與involves鍛造企業(yè)和單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域企業(yè)進(jìn)行了大量積極探索

。例如，在軟件企業(yè)中

，安世中德針對involves鍛造單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)仿真分析，開發(fā)了多尺度算法仿真軟件Lattice Simulation,基于多尺度算法

，用戶可以采用等效均質(zhì)化控制技術(shù)對單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析,并且提取非均質(zhì)化單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)的等效合金材料參數(shù)

，在均質(zhì)化等效實體模型宏觀力學(xué)分析后

，可以通過局部分析對胞元內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力校核

。在應(yīng)用領(lǐng)域企業(yè)中

，中國內(nèi)部空間控制技術(shù)科學(xué)研究院總體部根據(jù)三維單色的胞元形式的特點

，結(jié)合三維單色在航天器內(nèi)部結(jié)構(gòu)中應(yīng)用領(lǐng)域的實際情況

，提出三維單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)胞元的表達(dá)規(guī)范，即通過胞元占據(jù)的內(nèi)部空間并結(jié)合胞元桿件的直徑來表達(dá)三維單色內(nèi)部結(jié)構(gòu)胞元的結(jié)構(gòu)設(shè)計信息

。

(責(zé)任編輯：admin)

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