中科院力學(xué)所3D打印點陣結(jié)構(gòu)研究取得進展
輕質(zhì)點陣結(jié)構(gòu)在承載、吸能、隔熱、隔震等諸多領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景,傳統(tǒng)的制備方法如沖壓成型、熔模鑄造等對點陣結(jié)構(gòu)的材料選擇、桿件尺寸和構(gòu)型選擇都有要求,制約了其進一步的工程應(yīng)用。近年來,隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展,這種高效、靈活的技術(shù)開始被越來越多的應(yīng)用于點陣結(jié)構(gòu)的制備。然而,目前廣泛采用的一體化打印的點陣結(jié)構(gòu)往往存在各向異性和支撐材料去除的問題,前者使3D打印點陣結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能遠小于理論值,后者則顯著增加了后處理的時間與成本! HOCj* O4 近日,中國科學(xué)院力學(xué)研究所熱結(jié)構(gòu)耦合力學(xué)課題組首次將嵌鎖組裝方法引入3D打印技術(shù)中來制備點陣結(jié)構(gòu),即通過將三維點陣結(jié)構(gòu)“降維”,轉(zhuǎn)化為二維桿件結(jié)構(gòu)打印,再采用嵌鎖組裝方法將二維桿件拼裝成三維的點陣結(jié)構(gòu)。研究人員采用該方法,針對熔融沉積成型(FDM)這種最為常見的3D打印技術(shù),制備了BCC構(gòu)型點陣結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了桿件結(jié)構(gòu)中纖維的最優(yōu)分布,相比于一體化打印的點陣結(jié)構(gòu)強度提升了37%-65%。 VlL%dN;
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[attachment=101517] D `V.gV] 圖1.兩種FDM點陣結(jié)構(gòu)制備方法對比(a)一體化3D打印;(b)打印+嵌鎖組裝 h9}*_qc&kV 進一步將該方法拓展到聚合物噴射成型(PolyJet)技術(shù)中,制備了BCC、BCC-Z、FCC、Octet四類典型的點陣結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了不同構(gòu)型的PolyJet點陣結(jié)構(gòu)中桿件的最佳打印方向(X-Y平面)。 z5~W
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