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我们都知道CNC是减材制造,3D打印是增材制造,3D打印与传统CNC的制造原理是恰恰相反。
" N, x. b- b" H& U- j 而3D打印具备的一个重要特点是能够制造具有复杂内部晶格结构的零件,口腔3D打印这在传统制造技术中难以做到的。 # Q4 `5 D Q. w8 t& u7 ^
01.3D打印的晶格结构是什么? * I( y: D/ D8 w: W6 N7 R
简单来讲,3D打印的晶格结构是连接节点的重复或不重复的3维集合。在其最简单的形式中,多个晶格节点通过梁相互连接。 ) V. L2 b6 e8 c4 P
在重复3维结构的情况下,梁和节点的集合采用规则和重复的3维形状,如立方体或四面体,这些形状通常被称为单元格。
E! v3 K& K( m8 k; q' P3 N 3D打印晶格结构通过仅在结构上需要的地方放置质量,使材料和打印机的独特功能得到最佳利用。 6 } B8 p9 K+ h" v" }6 |% s
02.晶格结构有哪些好处?
! \% ]) c4 R" x 用于3D打印的晶格结构提供了很多好处,下面小齐列出它的几个主要优势。 - L4 D; b1 k7 U! j
1.轻量化: ' |+ B; G9 a# Q/ [1 v) @! `
减少材料使用还有另一个好处——减轻重量。在许多应用中,零件或组件的最终重量,通常越轻越好。 / P8 j7 \& f) `$ Y: v. x8 A# |, [
这具有许多优势,从减少汽车应用中的燃料使用到改善医疗案例中的患者恢复时间,还有减轻飞机、航天器的重量。 $ m5 U0 ]6 c4 K ^
2.降低打印件成本:
# T3 H( \( P7 h0 t* e& Y$ W 3D打印是按克收费的,在设计中使用晶格,可以通过去除非关键区域的大部分材料来大大减少材料的使用量。
; ^ {$ U' {" V) ` d( L6 b 比如在航空航天工业中,晶格结构的引入将减少钛或铬镍铁合金材料的使用,在不牺牲零件结构完整性的情况下,可以节省大量成本。
$ O/ M% K) a7 L ]+ s 3.减震: ; r' I1 j' P3 V( v
晶格结构在消散冲击和冲击载荷方面非常有效,因为单元结构有助于整个结构的弯曲和能量分配。 " ~: _2 w; s4 T2 e0 a4 H: Z
4.能量吸收:
! y3 b- q! v" J 晶格结构具有许多有利于吸收能量的特性,在消散冲击和冲击载荷方面非常有效。 + W+ T! U0 k" @5 D3 ]. J. C6 E, t
通过改变不同区域的密度,甚至细胞类型,在压缩过程中可以有效地吸收不同方向的能量。 % E" ]1 s: V! o* S3 N
复杂的晶格类型可以重新定向,同时根据材料的各种特性,在多个方向上更好地分配能量以吸收冲击力。
* G. [! r( x9 B' v, r$ j 从上面看,晶格结构在3D打印中的优势固然明显,但在制造复杂非平面晶格结构时,
4 k, [( W9 r' E; t _6 a( |) _5 O. | 我们也要仔细考虑3D打印特有的经济性、时间、打印尺寸和材料选择,与传统加工方式作出对比选择,而不是强行使用3D打印晶格设计。 % W, v4 t/ w0 c# K2 |- J6 Z/ _( |' Q
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