Δομή πλέγματος της τρισδιάστατης εκτύπωσης και της παραδοσιακής βιομηχανίας
1. Χαρακτηριστικά δομής πλέγματος και ικανότητα απορρόφησης ενέργειας
1) Μία από τις σημαντικότερες ιδιότητες των υλικών πλέγματος είναι η ικανότητα απορρόφησης ενέργειας, η οποία χαρακτηρίζεται από την ικανότητα απορρόφησης ή διάχυτης μηχανικής ενέργειας κατά τη συμπίεση. Έχει επιβεβαιωθεί ότι οι περισσότερες δομές πλέγματος, όπως πλέγματα πυραμίδας, τρισδιάστατα πλέγματα Kagome, πλέγματα tetrahedral και πλέγματα διαμαντιών, μπορούν να επιτύχουν πολύ καλή απόδοση απορρόφησης ενέργειας αλλάζοντας γεωμετρικές παραμέτρους όπως λόγος διαστάσεων ή μέγεθος κυττάρων μονάδας.
2) Οι σχεδιαστικές επιτροπές σάντουιτς με τις δομές πλέγματος έχουν επίσης αποδειχθεί ότι έχουν τις άριστες ιδιότητες απορρόφησης ενέργειας. Εκτός από τις γεωμετρικές παραμέτρους, η απόδοση απορρόφησης ενέργειας μπορεί επίσης να συντονιστεί από σύνθετες δομές όπως δομές κλίσης, δομές γεμάτες αφρό μετάλλων, πολυστρωματικά κατασκευές και διαφορετικές δομές κυττάρων μονάδων, οι οποίες έχουν αποδειχθεί πιο αποτελεσματικές στην απορρόφηση ενέργειας από τις μεμονωμένες δομές πλέγματος αποτελεσματικές.
3) Η μέθοδος για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων ή της ικανότητας απορρόφησης ενέργειας είναι η τροποποίηση της δομής του νωτιαία μυελού που συνδέει τα στηρίγματα. Όταν υποβάλλονται σε φορτία συμπίεσης ή ηλεκτροπληξίας, συνήθως εμφανίζεται συγκέντρωση πίεσης. Αυτή η μέθοδος είναι σχετικά απλή, αλλά μπορεί να βελτιώσει την ικανότητα απορρόφησης ενέργειας της δομής πλέγματος μετάλλων
2. Σύγκριση της δομής πλέγματος της παραδοσιακής διαδικασίας και της τρισδιάστατης εκτύπωσης
Υπάρχουν διάφορες τεχνικές για την κατασκευή μεταλλικών δομών πλέγματος σε συμβατικές διαδικασίες, συμπεριλαμβανομένης της σφράγισης, της κοπής καλωδίων με συγκόλληση εξώθησης, της αναδίπλωσης φύλλων επέκτασης και της χύτευσης επενδύσεων. Εκτός από τη χύτευση, αυτές οι τεχνικές πρέπει να χρησιμοποιούν τεχνικές συγκόλλησης ή συγκόλλησης για να συναρμολογήσουν τα στηρίγματα για να σχηματίσουν τη δομή πλέγματος. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, οι διασταυρώσεις είναι συχνά ευαίσθητες σε ελαττώματα, όπως φυσαλίδες και μικροκράματα, οδηγώντας σε εξασθένιση των συνολικών μηχανικών ιδιοτήτων της δομής πλέγματος. Για την τεχνολογία χύτευσης επενδύσεων, η διαμόρφωση του ηλεκτρολύτη δεν μπορεί να είναι πολύ περίπλοκη λόγω των περιορισμών της ίδιας της τεχνολογίας.
Το πλέγμα έχει μερικές μοναδικές ιδιότητες που είναι πολύ χρήσιμες κατά το σχεδιασμό εξαρτημάτων ή προϊόντων που είναι σχεδόν αδύνατο να αναπαραχθούν με παραδοσιακές τεχνικές σχεδιασμού. Μελέτες έχουν δείξει ότι οι δομές πολυγρανίνης είναι έως και επτά φορές ισχυρότερες από τα τυποποιημένα αντικείμενα πλέγματος σε μονά, μια σημαντική διαφορά αντοχής για την αναδιάταξη ορισμένων γεωμετρίων που μόνο η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να επιτύχει. Διαπιστώθηκε ότι καμία άλλη μέθοδος κατασκευής δεν θα μπορούσε να παράγει αυτές τις δομές.
3. Γιατί να επιλέξετε τρισδιάστατες τυπωμένες δομές πλέγματος
1) Μειώστε τη χρήση υλικού
Η χρήση λάττικ σε ένα σχέδιο μπορεί να μειώσει σημαντικά την ποσότητα του υλικού που χρησιμοποιείται με την αφαίρεση του μεγαλύτερου μέρους του υλικού σε μη κρίσιμες περιοχές.
2) Ελαφρύς
Η μείωση της χρήσης υλικού μειώνει το βάρος. Σε πολλές εφαρμογές, το βάρος ενός μέρους ή συναρμολόγησης είναι συνήθως όσο το δυνατόν ελαφρύτερα. το λιγότερο υλικό που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός μέρους ισούται με χαμηλότερη τιμή
3) Απορρόφηση ενέργειας
Η δομή πλέγματος έχει πολλές ιδιότητες που είναι ευεργετικές για την απορρόφηση ενέργειας. Μεταβάλλοντας την πυκνότητα των διαφορετικών περιοχών, ακόμη και των τύπων κυττάρων, ο σχεδιασμός μπορεί να απορροφήσει αποτελεσματικά την ενέργεια σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Οι πολύπλοκοι τύποι πλέγματος μπορούν να ανακατευθυνθούν και να διανέμουν καλύτερα ενέργεια σε πολλαπλές κατευθύνσεις για να απορροφήσουν τις δυνάμεις κρούσης, ενώ εκμεταλλεύονται τις διάφορες ιδιότητες των σύγχρονων ρητινών παρασκευής πρόσθετων.
4) Αυξήστε την επιφάνεια
Ορισμένες εφαρμογές επικεντρώνονται στη μεγιστοποίηση της επιφάνειας και όχι στη μηχανική αντοχή. Για παράδειγμα, η μεταφορά θερμότητας ή οι χημικές αντιδράσεις μπορεί να είναι ο πρωταρχικός στόχος. Οι δομές πλέγματος είναι χρήσιμες εδώ επειδή δίνουν στο μέρος περισσότερες επιφάνειες χωρίς να αυξάνουν το συνολικό αποτύπωμά του.
5) Οστεοανάσωμα
Αυτό αναφέρεται σε μια μέθοδο δημιουργίας δομών πλέγματος σε ιατρικά εμφυτεύματα για την προώθηση της ανάπτυξης των οστών. Το προκύπτον εμφύτευμα σχηματίζει ισχυρότερο δεσμό με τη δομή των οστών του ίδιου του ασθενούς.
4. Τύπος δομής πλέγματος
Το πλέγμα βασίζεται σε ένα κύτταρο μονάδας. Αυτή είναι μια επαναλαμβανόμενη μονάδα που επαναλαμβάνεται σε πολλαπλές κατευθύνσεις για να σχηματίσει ένα σύνολο. Οι τύποι πλέγματος χωρίζονται σε κατηγορίες με βάση τις ιδιότητές τους
1) Πλέγμα TPMS
Τα λάττικ ελάχιστης επιφάνειας τριπλής περιόδου (TPMS) δημιουργούνται όταν δημιουργείται ένα κελί μονάδας χρησιμοποιώντας τριγωνομετρικές εξισώσεις
2) Πλέγμα δοκών
Ένα πλέγμα δοκών αποτελείται από διασυνδεδεμένες δοκούς, που συνδέονται σε διάφορα μοτίβα που ορίζονται από τα κύτταρα. Οι πυλώνες μπορούν να συνδεθούν με κορυφές, άκρες και πρόσωπα στοιχείων κύβου και διαφορετικοί συνδυασμοί αυτών των σημείων σύνδεσης έχουν ως αποτέλεσμα διαφορετικούς τύπους.
3) Πλανόδο πλέγμα
Ένα πλανιδωμένο πλέγμα είναι ο απλούστερος τύπος πλέγματος και δημιουργείται όταν ένα κελί μονάδας 2D εξωθείται σε 3D. Ο πιο κοινός τύπος πλανητουρημένου πλέγματος είναι η κυψελωτή δομή.
Οι τρισδιάστατες δομές πλέγματος εκτύπωσης είναι η ιδανική λύση στο πρόβλημα. Έχει μια ακριβώς κατασκευασμένη δομή πλέγματος, σχεδόν απεριόριστα υλικά μήτρας, βελτιστοποιημένες ιδιότητες και μπορεί να κατασκευαστεί από πολλές τεχνολογίες βιομηχανικής κλίμακας, καθιστώντας τα ιδανικά για χρήση σε αυτοκίνητα, ιατρικά, αθλητικά είδη, εναλλάκτες θερμότητας, καταναλωτικά προϊόντα σημαντικές εφαρμογές.
