掌握 3D 打印的晶格结构:设计、优化和生成
由于晶格结构的复杂性,使用典型的 CAD 工具将其建模到零件中是不切实际的。在大多数情况下,零件是在 CAD 中绘制的,就好像它是实体一样。然后,在零件设计完成后(考虑到 DFAM 原理),将模型导入到另一个软件包中以生成晶格结构。用于此目的的更常见程序包括 Netfabb 或 nTopology。
生成 3D 打印晶格结构的另一种方法是通过生成设计。在这种情况下,定义了零件的连接点、质量限制和预期载荷。然后,算法会生成数百个满足要求的解决方案。由此,可以从解决方案中选择或通过进一步迭代生成最佳的晶格单元结构和单元密度。创建晶格结构时,了解哪些因素会影响最终部件的整体功能非常重要。这些因素如下:
- 晶格材质: 在金属 3D 打印中,晶格通常与整体部件采用相同的材料。然而,如果需要灵活的晶格,则可以考虑多材料部件。有些产品使用柔软的柔性材料作为格子,并使用更有弹性的材料作为外壳来保护格子。一个常见的例子是跑鞋鞋底。
- 晶格结构: 最基本的 3D 打印晶格结构在整个部件中具有重复且均匀的图案。然而,更先进的方法将改变单元和梁结构,使其在需要额外强度的区域更致密,并在承受较小载荷的区域保持晶格较不致密。由于不同的结构将具有不同的机械性能,因此单元的单独形状也会对零件性能产生显着影响。
- 单元方向: 3D 打印晶格结构中各个单元的方向会影响打印的复杂性。例如,最佳实践是以这样的方式定向单元,使得它们可以在打印过程本身中支撑自身,而不需要支撑结构。不建议尝试移除数百个小单元的支撑。
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