3D-printimise ja traditsioonilise tööstuse võrestruktuur
1. Võre struktuuri omadused ja energia neeldumisvõime
1) Võrematerjalide üheks olulisemaks omaduseks on energia neeldumisvõime, mida iseloomustab võime neelata või hajutada kokkusurumisel mehaanilist energiat. On kinnitust leidnud, et enamik võrestruktuure, nagu püramiidvõred, kolmemõõtmelised Kagome võred, tetraeedrivõred ja teemantvõred, suudavad saavutada väga hea energia neeldumise, muutes geomeetrilisi parameetreid, nagu kuvasuhe või ühiku lahtri suurus. .
2) Samuti on näidatud, et sõrestikstruktuuridega disainitavatel sandwich-paneelidel on suurepärased energia neeldumisomadused. Lisaks geomeetrilistele parameetritele saab energia neeldumist reguleerida ka keerukate struktuuridega, nagu gradientstruktuurid, metallvahuga täidetud struktuurid, mitmekihilised struktuurid ja erinevad ühikulised struktuurid, mis on osutunud energia neeldumisel tõhusamaks kui üksikvõre. struktuurid tõhusad.
3) Mehaaniliste omaduste või energia neeldumisvõime parandamise meetod on tugipostide ühendamise sõlme struktuuri muutmine. Surve- või löökkoormuse korral tekib tavaliselt pinge kontsentratsioon. See meetod on suhteliselt lihtne, kuid see võib parandada metallvõre struktuuri energia neeldumisvõimet
2. Traditsioonilise protsessi ja 3D-printimise võrestruktuuri võrdlus
Metallist võrekonstruktsioonide valmistamiseks tavapäraste protsesside käigus on mitu tehnikat, sealhulgas stantsimine, ekstrusioon{0}}liimitud traadi lõikamine, paisulehtede voltimine ja valuvalu. Lisaks valamisele tuleb nendes tehnikates kasutada võrekonstruktsiooni moodustamiseks tugipostide kokkupanemiseks liimimis- või keevitustehnikaid. Töötlemise ajal on ristmikud sageli tundlikud defektide suhtes, nagu mullid ja mikropraod, mis põhjustavad võre struktuuri üldiste mehaaniliste omaduste nõrgenemist. Investeerimisvalu tehnoloogia puhul ei saa elektrolüsaatori konfiguratsioon olla tehnoloogia enda piirangute tõttu liiga keeruline.
Võrel on mõned ainulaadsed omadused, mis on väga kasulikud osade või toodete kujundamisel, mida on traditsiooniliste disainitehnikatega peaaegu võimatu korrata. Uuringud on näidanud, et polügraanstruktuurid on kuni seitse korda tugevamad kui standardsed võreobjektid üksikult, mis on oluline tugevuse erinevus teatud geomeetriate ümberkorraldamisel, mida saab saavutada ainult 3D-printimisega. Leiti, et ükski teine valmistamismeetod ei suuda neid struktuure toota.
3. Miks valida 3D prinditud võrestruktuure
1) Vähendage materjalikasutust
Võre kasutamine disainis võib oluliselt vähendada kasutatava materjali hulka, eemaldades suurema osa materjalist mitte-kriitilistes piirkondades.
2) Kerge
Materjali kasutamise vähendamine vähendab kaalu. Paljudes rakendustes on osa või koostu kaal tavaliselt võimalikult väike. mida vähem detaili valmistamiseks kasutatud materjali, võrdub madalama hinnaga
3) Energia neeldumine
Võre struktuuril on palju omadusi, mis on kasulikud energia neelamiseks. Erinevate piirkondade ja isegi rakutüüpide tiheduse muutmisega saab disain tõhusalt neelata energiat erinevates suundades. Keerulisi võretüüpe saab ümber suunata ja energiat paremini mitmes suunas jaotada, et neelata löögijõude, kasutades samal ajal ära kaasaegsete lisandite valmistamise vaikude erinevaid omadusi.
4) Suurendage pindala
Mõned rakendused keskenduvad pigem pindala maksimeerimisele kui mehaanilisele tugevusele. Näiteks võib esmaseks sihtmärgiks olla soojusülekanne või keemilised reaktsioonid. Võrestruktuurid on siin kasulikud, kuna need annavad detailile rohkem pindu, suurendamata selle üldist jalajälge.
5) Luuintegratsioon
See viitab meetodile luude kasvu soodustamiseks meditsiinilistes implantaatides võrestruktuuride loomiseks. Saadud implantaat moodustab tugevama sideme patsiendi enda luustruktuuriga.
4. Võre struktuuri tüüp
Kõik võred põhinevad ühiklahtril. See on korduv üksus, mida korratakse mitmes suunas, et moodustada tervik. Võretüübid jaotatakse nende omaduste alusel kategooriatesse
1) TPMS võre
Kolmekordse perioodi minimaalse pinna ( TPMS ) võred luuakse ühiklahtri genereerimisel trigonomeetriliste võrrandite abil
2) Tugivõre
Tugede võre koosneb omavahel ühendatud taladest, mis on ühendatud erinevate rakkude poolt määratletud mustritega. Sammasid saab ühendada kuubielementide tippude, servade ja tahkudega ning nende ühenduspunktide erinevad kombinatsioonid annavad tulemuseks erineva tüübi.
3) Tasapinnaline võre
Tasapinnaline võre on kõige lihtsam võre tüüp ja see tekib siis, kui 2D-ühikrakk ekstrudeeritakse 3D-sse. Levinuim tasapinnalise võre tüüp on kärgstruktuuriga struktuur.
3D-printimise võrestruktuurid on probleemile ideaalne lahendus. Sellel on täpselt konstrueeritud võrestruktuur, praktiliselt piiramatud maatriksmaterjalid, optimeeritud omadused ja seda saab valmistada paljude tööstuslike-mastaabitehnoloogiate abil, mis muudab need ideaalseks kasutamiseks autotööstuses, meditsiinis, spordiseadmetes, soojusvahetites ja tarbekaupades. rakendusi.
