Leichte Gitterstrukturen haben breite Anwendungsperspektiven im Lastbereich Lager, Energieabsorption, Wärmeisolierung und Stoßisolierung. Der Einsatz des 3D-Drucks zur Herstellung von Gitterstrukturen zeichnet sich durch hohe Effizienz und Flexibilität aus und ist auch im Bereich des 3D-Drucks zu einer wichtigen Anwendung geworden. Die gegenwärtige integrierte gedruckte Gitterstruktur weist jedoch die Probleme der Anisotropie und des Abtrags von Trägermaterial auf. Ersteres führt dazu, dass die mechanischen Eigenschaften der 3D-gedruckten Gitterstruktur weit unter dem theoretischen Wert liegen, und letzteres erhöht den Zeit- und Kostenaufwand für die Nachbearbeitung.
Weltraumfertigung große Gitterstruktur
Kürzlich hat die Forschungsgruppe Thermische Strukturkopplungsmechanik des Instituts für Mechanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften erstmals die ineinandergreifende Montagemethode in die 3D-Drucktechnologie eingeführt, um die Gitterstruktur vorzubereiten, d.h. durch die „Dimensionsreduktion“ von Die dreidimensionale Gitterstruktur wird in einen zweidimensionalen Stabstrukturdruck umgewandelt. Verwenden Sie dann die ineinandergreifende Montagemethode, um die zweidimensionalen Stäbe zu einer dreidimensionalen Gitterstruktur zusammenzubauen. Die Forscher verwendeten FDM- und PolyJet-Verfahren, um die Ergebnisse zu überprüfen, und erzielten erstaunliche Ergebnisse.
Die Forscher nutzten diese Methode, um eine Gitterstruktur mit BCC-Konfiguration für die 3D-Drucktechnologie des Fused Deposition Molding (FDM) herzustellen, die die optimale Verteilung der Fasern in der Stabstruktur im Vergleich zur integrierten gedruckten Gitterstruktur erreichte Die Festigkeit wurde um 37.6 . erhöht %-65.3 %, der Druckmodul um 11.4 % – 39.6 % und die Energieaufnahmekapazität um 67 % – 270 % erhöht.
Neben der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wird mit diesem Verfahren auch eine bessere Oberflächenqualität erreicht und die Oberflächenrauhigkeit der Gitterstruktur ist geringer. Die Forscher sagten auch erfolgreich die Spitzenfestigkeit und den Kompressionsmodul der ineinandergreifenden Gitterstruktur und der integralen Druckgitterstruktur innerhalb eines bestimmten Bereichs vorher.
Die mit der Polyjet-Technologie gedruckte Punktmatrixstruktur erzielt auch die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften. Im Vergleich zur Struktur des integrierten Drucks wird die Druckfestigkeit um mehr als 100% und die Energieaufnahmekapazität um 72% bis 186% erhöht. Da der Druckprozess keine Unterstützung von unterstützenden Materialien erfordert, werden Druckzeit und Druckverbrauchsmaterialien um mehr als 80% reduziert.
Da die Stäbe der Gitterstruktur alle entlang der nicht unterstützten oder optimalen Richtung gedruckt werden, werden die mechanischen Gesamteigenschaften der zusammengesetzten Gitterstruktur verbessert. Die Forscher haben vier Arten von theoretischen Modellen der mechanischen Eigenschaften der Gitterkonfiguration außerhalb der Ebene durch Kompression entwickelt. Die Testergebnisse zeigen, dass die Druckfestigkeit der ineinandergreifenden zusammengesetzten Gitterstruktur nahe der theoretischen Druckfestigkeit liegt.
Natürlich sind nicht alle Gitterprodukte für die Herstellung dieser formschlüssigen Montagemethode geeignet. Diese Forschung bietet tatsächlich die Möglichkeit zur effizienten Herstellung großflächiger 3D-gedruckter Gitterstrukturen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften.
Link zu diesem Artikel: Bei der Erforschung der Punktmatrixstruktur des 3D-Drucks wurden erhebliche Fortschritte erzielt
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