3D打印晶格

运用晶格结构进行增材制造设计

作者: Lubrizol 3DP 团队 日期:2021年08月18日

有了3D打印,设计的边界将不再受到生产流程的局限。 增材制造设计 (DfAM) 可以创造出具有错综复杂的几何形状的复杂零件,从而为产品的开发和生产带来诸多好处。 只有通过增材制造中形成和使用的晶格结构,这些好处才能够得以实现,从而带来结构优化以及功能设计方面的改进。

什么是晶格结构?

晶格结构类型众多,且每一种都具有其独特的美感和特性。 受自然界中发现的晶体结构启发,工程晶格 不仅仅具有装饰性特征。 晶格是由单元格、节点和横梁组成的横断面网络,它使得产品工程师可以构建出加固且优化的结构。 由于其固有的小巧特性,晶格几乎不可能通过传统制造方法制造出来。 

依靠增材制造, 设计工程师可以使用晶格结构创造出性能更高的创新产品。

晶格图片3博客3DP

3D打印晶格结构的优点

3D打印的晶格结构可提供多项机械方面的优势。 在减轻重量 的同时还能保证结构的完整性 这可能是最重要以及 是设计工程师使用晶格结构来优化3打印部件的首要原因。 使用晶格结构,设计工程师能够以最有效的结构方式增强整体表面积并分配材料,从而生产具有更好重量强度比的轻质零件。

晶格的可定制性 also 提供了完善设计 以满足应用需求的能力,从而 增强对减震与硬度的控制。 工程师可以通过调整晶格部分的厚度和位置来分散冲击力,或采用作为辅助功能的元素来保护产品的关键部分。 同样,产品设计师也可通过整合特性来增强产品的减震与降噪性能。

晶格结构能够解锁大量表面积的这一能力同时还有利于散热。 由于晶格结构具有中空横截面,热量消散更快、更均匀。 这种效率的提高可以在各种热交换器应用中实现,而在这些应用中,如果没有增材制造,具有很大表面积的细小特征将难以实现。 

伴随着设计的进行, 材料的选择决定了产品可能具有哪些晶格特性。 选择弹性3D打印材料——如ESTANE®3D TPU M95A——来制造具有晶格结构的零件,可以减少零件重量而又不影响其灵活性和抗性。 这一属性在包装、防护装置和鞋类行业中具有难以置信的价值。 在鞋的中底或外底使用热塑性聚氨酯晶格结构,可以增加气流、能量回传和压缩恢复。 又例如,晶格可用于电子元件的周围或内部,以保护其免受动态冲击的影响,比如十分常见的意外跌落。

创建晶格结构 

3D打印能够生产出极其复杂的几何形状,在这种能力的驱动下,生产者越来越期望产品设计师能够将基于优化的技术纳入到他们的设计当中。 尽管在晶格结构的开发中CAD软件起到了重要作用,但这些模型所受到的限制往往在于基底与外围的几何形状以及边界约束。 想要克服这些限制,使用专门的晶格生成工具或生成设计程序有助于充分利用新的设计可能性来优化零件。 Avid Product Development是路博润3D打印解决方案业务的一部分,利用nTopology设计晶格结构。nTopology可将拓扑优化纳入带有晶格的3D打印零件设计中,从而实现对几何结构各方面的全面控制,并增加产品的额外价值。

为了解增材制造设计和晶格结构如何使您的企业受益, 请与 Avid's 3D的打印设计专家取得联系。如需了解更多关于路博润3D打印解决方案如何支持您的研发需求,请 联系我们

 

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Lubrizol 3DP 团队

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