代爾夫特理工大學研究人員3D打印微結構梯度

文：未知大陸

TU Delft的一組研究人員進一步優(yōu)化了3D打印分級微結構的過程,。很多人都在研究這個問題，因為分級密度可以非常有效地利用質(zhì)量,。骨骼就是一個很好的例子：骨骼的密度越高,，骨骼承受的壓力越大，骨骼承受的重量越輕,。結果,，骨骼具有高強度重量比并且在需要的地方是剛性的，而在其他點處也是更柔韌的,。密度的變化是微觀結構梯度,，并且它在整個自然界中都被發(fā)現(xiàn)，但3D打印這些梯度已經(jīng)證明是困難的,。

制造微結構梯度的主要障礙是匹配相鄰單元的兼容性,；微結構必須彼此物理連接，但是具有不同的密度,，它們的幾何形狀不一定很好地對齊,，這意味著一些單元不會接觸不同等級的相鄰單元。這會產(chǎn)生結構完整性問題,，可能會在3D打印期間和之后導致問題,。解決方案主要是計算和算法，因為最好的3D打印硬件可以產(chǎn)生幾乎任何幾何形狀,。訣竅在于創(chuàng)建幾何體,。

TU Delft團隊試圖“找到拓撲優(yōu)化微結構之間的最佳連接�,！彼麄冏龅搅�,。他們的方法“同時優(yōu)化了單元以及相鄰單元的物理特性，以確保物質(zhì)連接和平滑變化的物理特性,�,！彼麄兺ㄟ^3D打印植入原型展示了他們的方法，其中中心區(qū)域非常密集但得到逐漸變得更加多孔,，朝向零件的外部,。 “功能性漸變促進骨 - 種植體界面處的骨向內(nèi)生長,，同時保持結構完整性并增加骨向內(nèi)生長無關的區(qū)域的機械性質(zhì)�,！�

研究人員的分級微觀結構優(yōu)化過程將很好地服務于醫(yī)療和航空航天工業(yè),，其中輕量級性能將受到最高贊賞。最終,，這些密度梯度將作為3D建模軟件或切片程序或兩者的特征添加,。設計師將能夠選擇起點、終點,、漸變范圍和方向,，就像在Photoshop中一樣，然后使用密度漸變3D打印對象,。問題是,，誰將首先實施這樣的功能？

來源：未知大陸