借助 3D 打印晶格结构最大化降噪减震
作者：Tristan Antonsen，Fast Radius 应用工程师
晶格是由交叉梁与节点图案形成的重复单元串联而成的三维结构。这些微观架构近年因能生产轻量化零件且保持与传统组件相当的材料特性与结构完整性（往往用料更少）而流行。晶格也用于吸收冲击、噪音、阻尼振动，因其可具低刚度并能承受并恢复应变。
这有一些或令人惊讶的现实应用。运动巨头阿迪达斯因合作伙伴 Carbon 开创性 Digital Light Synthesis™ 技术印象深刻，寻求设计融合晶格高冲击吸收的运动鞋中底。材料要求挑战大：鞋底需韧性灵活、提供优异回弹、最小化对运动员身体冲击。Carbon 技术应战——成果是惊艳高性能的阿迪达斯 Futurecraft 4D 中底，在小体积组件中实现卓越冲击吸收。
以下是产品经理需了解的晶格如何提供最大振动阻尼与能量阻尼。
晶格全解析
晶格尺寸小、几何复杂，传统减材制造难以创建，因此通常通过 3D 打印工艺生产。
面向增材制造设计的关键优势：允许逆向设计流程，即针对给定应用设计最优材料特性，而非寻找现成合适材料。
某些材料本质上更擅长耗散能量——如 EPU 40 比 EPU 41 更好的振动阻尼材料——选择符合零件应用所需特性的材料，可提升组件冲击吸收能力。
材料选择虽对晶格阻尼振动耗散能量起重要作用，但大多数情况下晶格设计对零件阻尼效应影响更大。宏观上，晶格结构通常设计为受冲击时弯曲或屈曲。弯曲晶格极具弹性回弹性；屈曲晶格允许单个梁让位弯曲，极其有效耗散能量。自由层阻尼处理也可应用于零件。
颗粒层面，构成晶格的重复梁节图案称为单元。节点梁组合潜在数量巨大，但开放稀疏单元通常创建软性晶格，三角形/梁高集中单元通常创建刚性结构。
单元类型、尺寸、取向直接影响晶格材料阻尼比，梁相对厚度与单元尺寸比变化会导致晶格表现截然不同——所有这些都必须考量以最大化冲击吸收与能量耗散。
面向制造的晶格设计
增材方法虽让制造商创造以前不可能的事物，但晶格仍须设计良好以有效履行功能。融入面向增材制造设计 (DFAM) 原则，工程师可利用 3D 打印工艺特定属性，确保晶格结构在吸收冲击、声音、振动方面最大化效能。
两个重要 DFAM 考量：晶格单元的结构与取向。晶格首先必须可打印。这包括将打印工艺、打印取向、有时支撑结构纳入设计以确保零件可行性。
晶格单元取向固有产生各向异性零件，即组件在不同方向表现不同。这不一定是劣势——若晶格需单向表现（如屈曲晶格），产品经理应确保结构单元取向在该方向正确对齐。
妥善实施 DFAM 使制造商绕过传统制造局限，创造全新可能。许多融合晶格结构的增材零件质量与传统工艺产出相当甚至更优。
探索 Fast Radius 如何驱动制造创新
晶格结构是创造吸收耗散冲击、声音、振动零件的通用有效方法。晶格设计关键考量：明确前期需求、基于需求与晶格期望功能选材、据此架构晶格结构。根据所需性能特性选择最佳振动阻尼材料是理想起点，有助于最大化零件能量耗散与冲击吸收能力。
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