世界速递!晶格结构3D打印机遇与挑战并存——设计与可制造性分析
3D打印可以生产很多特殊功能的复杂结构,且生产成本对零件的复杂度不敏感,其中晶格结构是使用最广的复杂结构之一。晶格结构是在设计区域内,
3D打印可以生产很多特殊功能的复杂结构,且生产成本对零件的复杂度不敏感,其中晶格结构是使用最广的复杂结构之一。晶格结构是在设计区域内,按照预定规则添加的空间三维小梁(或面)结构。利用晶格结构替换实体区域后,最直接的效果就是减重,此外也有额外的功能性,如改变设计区域的力学性能、减震、提高表面积等。
(资料图片)
3D打印让晶格结构的生产也变的更简单,而晶格结构也赋予增材制造额外的使命,两者结合将为客户提供更好的解决方案。
晶格3D打印机遇与挑战并存
晶格被广泛应用于不同行业中,如医疗、航空航天、工业和消费品等。晶格结构在基于增材制造的设计中可以降本增效,通过减少体积、优化结构来降低打印时长、用粉量,还可以在一定程度上提高产品自身的性能。在医疗植入领域,晶格结构搭配合适的孔隙率可以加快植入体和骨骼组织的融合;在航空航天领域,晶格对减少重量的帮助至关重要,达到更高的边际效益。也有一些产品利用晶格结构可以应对冲击等外力作用,用作缓冲和能量吸收。近年来,TPMS晶格结构也逐渐走入业界视野,该结构的三重周期最小表面特点成为提高换热器效率的绝佳方式。
尽管晶格可以带来诸如降本增效、提高能量吸收效率等多重好处,但它的数据量往往比普通实体零件要大得多,因此也更难仿真、数据处理时间也会更多,以致于阻碍着晶格的进一步普及应用。
赋能晶格设计-仿真-打印
无论从事3D打印设计、工艺还是应用,都应该对晶格结构有更多的认识,而来自厂商的知识分享则不容错过!
3DXpert作为一款一站式的增材制造数据处理软件,提供了先进的结构分析,允许创建复杂的构形和结构,并将应力和变形最低化。3DXpert还提供了一系列有用的工具,可以在设计过程中获得最佳性能,从而使晶格设计变得更加高效。
首先在设计端,3DXpert提供丰富的晶格类型,以覆盖绝大多数基于增材制造的设计(DfAM)应用场景。
其次是打印仿真功能,仅仅只有晶格是远远不够的,还需要考虑增材制造的生产特点,设计可行的方案。3DXpert内置有仿真模块,能够对设计方案的可打印性进行验证,使用者可以自动识别晶格和零件实体,并针对晶格部分进行独特快捷的晶格仿真。
最后,因为3DXpert的软件一体性,非常容易将晶格和零件的其他部分区分开来,提供不同的扫描策略。
由3DXpert设计的晶格结构
3DXpert提供了医疗航空航天所需的体晶格、面晶格和消费品常用的纹理等功能;并可基于隐式建模创建TPMS结构和TPMS结构的基础流体仿真,为换热器应用提供从设计到生产的完整解决方案。
独特的网格划分求解器和等效替代晶格仿真方案,为用户带来快速精准的晶格仿真结果。在设计晶格结构时,3DXpert提供了考虑角度等制造相关特征的设计优化,也提供基于FEA力学仿真的使用需求的点阵优化和分析工具,保证设计的晶格方案不仅可生产也可更好地被使用。
3DXpert还可以自动识别晶格、支撑、实体零件等部分,并可设定不同的扫描策略,以满足DfAM生产时不同的路径规划需求。
关键词:
3D打印可以生产很多特殊功能的复杂结构,且生产成本对零件的复杂度不敏感,其中晶格结构是使用最广的复杂结构之一。晶格结构是在设计区域内,
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