干货：3D打印实现轻量化的四种途径：球速体育app官网

轻量化结构的优势只不过不难理解，以汽车为事例，轻巧了，可以带给更佳的操控性，发动机输入的动力需要产生更高的加速度。由于车辆重，跟上时加快性能更佳，刹车时的制动器距离更加较短。

以飞机为事例，重量变轻了则可以提升燃油效率和载重量。　　要构建轻量化，宏观层面上可以通过使用轻质材料，如钛合金、铝合金、镁合金、陶瓷、塑料、玻璃纤维或碳纤维复合材料等材料来超过目的。

微观层面上可以通过使用高强度结构钢这样的材料使零件设计得更加灵活和小型化，有助轻量化。　　而3D打印机带给了通过结构设计层面上超过轻量化的可行性。具体来说，3D打印机通过结构设计层面构建轻量化的主要途径有四种：中空夹层/薄壁加筋结构、镂空图形结构、一体化结构构建、异形流形优化结构。　　3D打印机轻量化的学问　　途径1：中空夹层、薄壁加筋结构　　中空夹层、薄壁加筋结构一般来说是由较为厚的面板与较为薄的芯子组合而成。

在倾斜荷载下，面层材料主要分担纳形变和压形变，芯材主要分担剪切应力，也分担部分力形变。夹层结构具备质量重、倾斜刚性与强度大、外用失稳能力强劲、耐疲惫、吸音与防水等优点。　　在航空、风力发电机叶片、体育运动器材、船舶制造、列车机车等领域，大量用于夹层结构，减低重量。　　如果用铝、钛合金做到蒙皮和芯材，这种夹层结构被称作金属夹层结构，西安铂力特在3D打印机过程中，使用夹层结构，构建构件的较慢轻量化，经过设计的夹层结构对必要起到外部于蒙皮的拉压载荷具备很好的集中起到，薄壁结构（比如壁薄1mm以下）也能对减肥作出贡献；夹层及类似于结构可用于散热器，在零件上应用于，极大地提高零件的传热面积，提升风扇效率。

　　途径2：镂空图形结构　　镂空图形结构可以超过工程强度、韧性、耐久性、静力学、动力学性能以及制造费用的极致均衡。通过大量周期性拷贝单个胞元展开设计生产，通过调整图形的比较密度、胞元的形状、尺寸、材料以及读取速率多种途径，来调节结构的强度、韧性等力学性能。　　三维镂空结构具备高度的空间对称性，可将外部载荷均匀分布分解成，在构建减肥的同时确保承载能力。

除了工程学方面的市场需求，镂空图形结构间具备空间孔隙（孔隙大小固定式），在植入物的应用于方面，可以便于人体肌体（的组织）与植入体的的组织融合。　　镂空图形单元设计有很高的的灵活性，根据用于的环境，可以设计具备有所不同形状、尺寸、孔隙率的图形单元。西安铂力特在这方面做到了大大的尝试：在构件强度拒绝低的区域，将图形单元密度调整的大一些，并自由选择结构强度低的镂空图形单元；在构件减肥市场需求低的区域，加到轻量化幅度大的镂空图形结构，镂空结构不仅可以规则排序，也可以随机产于以便构成点状的孔隙。另外，镂空结构还可以呈现出逆密度、厚度的梯度过渡性排序，以适应环境构件整体的梯度强度拒绝。

　　据找到，有意思的是我们很多关注点放到图形结构如何构建我们必须的强度和灵活性，一些十分小众的研究还包括如何取得必须的“脆弱性”。之前，英国轻量化项目联盟就在研究如何压破图形结构。

其应用于场景是回航太空舱在转入地球空气层时候，压力和速度的变化对舱体的力学结构带给相当大挑战。通过增材生产Ti-6AI-4V的图形结构取得0.4k/cm3的超轻密度，这样的结构必须设计出在某种压力持续性被“压破”。

3D打印机为镂空图形单元在力学方面的性能构建关上了一个新领域。

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