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代尔夫特理工大学3D打印微结构梯度

更新时间  2022-01-01 00:18 阅读
本文摘要:据理解,TUDelft的一组研究人员更进一步优化了3D打印机分级微结构的过程。很多人都在研究这个问题,因为分级密度可以十分有效地利用质量。骨骼就是一个很好的例子:骨骼的密度越高,骨骼忍受的压力越大,骨骼忍受的重量越轻。 结果,骨骼具备高强度重量比并且在必须的地方是刚性的,而在其他点处也是更加柔软的。密度的变化是微观结构梯度,并且它在整个自然界中都被找到,但3D打印机这些梯度早已证明是艰难的。

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据理解,TUDelft的一组研究人员更进一步优化了3D打印机分级微结构的过程。很多人都在研究这个问题,因为分级密度可以十分有效地利用质量。骨骼就是一个很好的例子:骨骼的密度越高,骨骼忍受的压力越大,骨骼忍受的重量越轻。

结果,骨骼具备高强度重量比并且在必须的地方是刚性的,而在其他点处也是更加柔软的。密度的变化是微观结构梯度,并且它在整个自然界中都被找到,但3D打印机这些梯度早已证明是艰难的。

生产微结构梯度的主要障碍是给定邻接单元的兼容性;微结构必需彼此物理相连,但是具备有所不同的密度,它们的几何形状不一定很好地偏移,这意味著一些单元会认识有所不同等级的邻接单元。这不会产生结构完整性问题,可能会在3D打印机期间和之后造成问题。

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解决方案主要是计算出来和算法,因为最差的3D打印机硬件可以产生完全任何几何形状。诀窍在于创立几何体。

TUDelft团队企图“寻找流形优化微结构之间的最佳相连。”他们做了。

他们的方法“同时优化了单元以及邻接单元的物理特性,以保证物质相连和光滑变化的物理特性。”他们通过3D打印机植入原型展出了他们的方法,其中中心区域十分密集但获得渐渐显得更为多孔,朝向零件的外部。

“功能性交错增进骨-种植体界面处的骨向内生长,同时维持结构完整性并减少骨向内生长牵涉到的区域的机械性质。”研究人员的分级微观结构优化过程将很好地服务于医疗和航空航天工业,其中轻量级性能将受到最低赞许。最后,这些密度梯度将作为3D建模软件或切片程序或两者的特征加到。

设计师将需要自由选择起点、起点、交错范围和方向,就像在Photoshop中一样,然后用于密度交错3D打印机对象。问题是,谁将首先实行这样的功能?。


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