掌握3D打印晶格结构:设计、优化与生成完全指南
鉴于晶格结构复杂性,用典型CAD工具将其建模到零件中不切实际。大多数情况下,零件在CAD中按实心绘制。然后,在考虑面向增材制造设计(DFAM)原则设计完成后,将模型导入其他软件生成晶格结构。常用程序包括Netfabb或nTopology。
生成3D打印晶格结构的另一方法是生成式设计。定义零件连接点、质量限制、预期载荷。算法生成数百个满足要求的解决方案。随后从解决方案中选择最优晶格单元结构和单元密度,或通过进一步迭代生成。创建晶格结构时,理解影响最终零件整体功能的因素至关重要。因素如下:
- 晶格材料: 金属3D打印时,晶格常与整体零件同材料。但若需柔性晶格可考虑多材料零件。一些产品用软性柔性材料作晶格,用更韧性材料作外壳保护晶格。跑鞋底即常见例证。
- 晶格结构: 最基本3D打印晶格结构在整个零件中呈现重复均匀图案。但高级方法会变化单元和梁结构,在需额外强度区域加密,受载较少区域保持稀疏。单元个体形状也显著影响零件性能,因不同结构有不同力学性能。
- 单元朝向: 3D打印晶格结构中单元个体朝向影响打印复杂度。最佳实践是朝向单元使其打印过程中自支撑,无需支撑结构。尝试从数百微小单元移除支撑不建议。
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