Struktur kisi pencetakan 3D dan industri tradisional
1. Karakteristik struktur kisi dan kapasitas penyerapan energi
1) Salah satu sifat yang paling penting dari bahan kisi adalah kapasitas penyerapan energi, yang ditandai dengan kemampuan untuk menyerap atau menghilangkan energi mekanik selama kompresi. Telah dikonfirmasi bahwa sebagian besar struktur kisi, seperti kisi piramida, kisi Kagome tiga-dimensi, kisi tetrahedral, dan kisi berlian, dapat mencapai kinerja penyerapan energi yang sangat baik dengan mengubah parameter geometris seperti rasio aspek atau ukuran sel satuan .
2) Panel sandwich yang dapat dirancang dengan struktur kisi juga telah terbukti memiliki sifat penyerapan energi yang sangat baik. Selain parameter geometris, kinerja penyerapan energi juga dapat disetel oleh struktur kompleks seperti struktur gradien, struktur yang diisi busa logam, struktur multilayer, dan struktur sel satuan yang berbeda, yang telah terbukti lebih efisien dalam penyerapan energi daripada kisi tunggal. struktur efisien.
3) Cara untuk meningkatkan sifat mekanik atau kapasitas penyerapan energi adalah dengan memodifikasi struktur nodal yang menghubungkan struts. Ketika mengalami beban tekan atau kejut, konsentrasi tegangan biasanya terjadi. Metode ini relatif sederhana, tetapi dapat meningkatkan kapasitas penyerapan energi dari struktur kisi logam
2. Perbandingan struktur kisi proses tradisional dan pencetakan 3D
Ada beberapa teknik untuk membuat struktur kisi logam dalam proses konvensional, termasuk stamping, ekstrusi-pemotongan kawat berikat, pelipatan lembaran ekspansi, dan pengecoran investasi. Selain pengecoran, teknik tersebut harus menggunakan teknik bonding atau pengelasan untuk merakit struts hingga membentuk struktur lattice. Selama pemrosesan, sambungan sering kali sensitif terhadap cacat, seperti gelembung dan retakan mikro, yang menyebabkan melemahnya sifat mekanik keseluruhan struktur kisi. Untuk teknologi casting investasi, konfigurasi electrolyzer tidak bisa terlalu rumit karena keterbatasan teknologi itu sendiri.
Lattice memiliki beberapa sifat unik yang sangat berguna saat mendesain bagian atau produk yang hampir tidak mungkin ditiru dengan teknik desain tradisional. Studi telah menunjukkan bahwa struktur poligrain hingga tujuh kali lebih kuat daripada objek kisi standar dalam satu kesatuan, perbedaan kekuatan yang signifikan untuk mengatur ulang geometri tertentu yang hanya dapat dicapai oleh pencetakan 3D. Ditemukan bahwa tidak ada metode fabrikasi lain yang dapat menghasilkan struktur ini.
3. Mengapa memilih struktur kisi cetak 3D
1) Kurangi penggunaan material
Menggunakan kisi dalam desain dapat sangat mengurangi jumlah material yang digunakan dengan membuang sebagian besar material di area yang tidak-kritis.
2) Ringan
Mengurangi penggunaan material mengurangi berat. Dalam banyak aplikasi, berat bagian atau rakitan biasanya seringan mungkin. semakin sedikit bahan yang digunakan untuk membuat bagian sama dengan harga yang lebih rendah
3) Penyerapan energi
Struktur kisi memiliki banyak sifat yang bermanfaat untuk menyerap energi. Dengan memvariasikan kepadatan daerah yang berbeda, dan bahkan jenis sel, desain dapat secara efisien menyerap energi ke arah yang berbeda. Jenis kisi kompleks dapat diarahkan dan mendistribusikan energi dengan lebih baik ke berbagai arah untuk menyerap gaya tumbukan, sambil memanfaatkan berbagai sifat resin manufaktur aditif modern.
4) Meningkatkan luas permukaan
Beberapa aplikasi fokus pada memaksimalkan luas permukaan daripada kekuatan mekanik. Misalnya, perpindahan panas atau reaksi kimia mungkin menjadi target utama. Struktur kisi berguna di sini karena memberi bagian lebih banyak permukaan tanpa meningkatkan jejak keseluruhannya.
5) Osseointegrasi
Ini mengacu pada metode pembuatan struktur kisi dalam implan medis untuk mendorong pertumbuhan tulang. Implan yang dihasilkan membentuk ikatan yang lebih kuat dengan struktur tulang pasien sendiri.
4. Jenis struktur kisi
Semua kisi didasarkan pada sel satuan. Ini adalah unit berulang yang diulang dalam beberapa arah untuk membentuk keseluruhan. Jenis kisi dibagi ke dalam kategori berdasarkan propertinya
1) kisi TPMS
Kisi Permukaan Minimum Tiga Periode (TPMS) dibuat ketika sel satuan dibangkitkan menggunakan persamaan trigonometri
2) kisi penyangga
Sebuah kisi penyangga terdiri dari balok yang saling berhubungan, terhubung dalam berbagai pola yang ditentukan oleh sel. Pilar dapat dihubungkan oleh simpul, tepi dan wajah elemen kubus, dan kombinasi yang berbeda dari titik koneksi ini menghasilkan jenis yang berbeda.
3) kisi planar
Kisi planar adalah jenis kisi paling sederhana dan dibuat ketika sel unit 2D diekstrusi menjadi 3D. Jenis kisi planar yang paling umum adalah struktur sarang lebah.
Struktur kisi pencetakan 3D adalah solusi ideal untuk masalah tersebut. Ini memiliki struktur kisi yang direkayasa dengan tepat, bahan matriks yang hampir tidak terbatas, sifat yang dioptimalkan, dan dapat dibuat oleh banyak teknologi skala-industri, menjadikannya ideal untuk digunakan dalam peralatan otomotif, medis, olahraga, penukar panas, produk konsumen yang penting aplikasi.
