晶格或點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)由以模式（稱(chēng)為單元）連接的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò)組成，這些節(jié)點(diǎn)不斷重復(fù)或變化，從而在零件性能或生產(chǎn)(chǎn)方面提供好處。在傳統(tǒng)制造中，晶格很少見(jiàn)，因為這些工藝無(wú)法產(chǎn)(chǎn)生如此復(fù)雜的設(shè)計。這就是增材制造的優(yōu)(yōu)勢所在，使晶格和3D打印成為完美的組合。

在3D打印技術(shù)(shù)中，有一種自然結(jié)構(gòu)被越來(lái)越多地應(yīng)用于減輕產(chǎn)(chǎn)品重量，并使輕量級產(chǎn)(chǎn)品更加堅固，這種結(jié)構(gòu)就是陀螺晶格。這種復(fù)雜的形狀曾經(jīng)(jīng)幾乎無(wú)法制造，但現(xiàn)在對3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)已不再是難題，它為產(chǎn)(chǎn)品設(shè)計開(kāi)辟了一片新天地。

3D打印中的晶格結(jié)構(gòu)是一種強大的設(shè)計工具。精心設(shè)計的晶格可以使零件更輕、更強，更有效地吸收沖擊力，并更好地根據(jù)其最終用途進(jìn)(jìn)行定制。了解如何使用和創(chuàng )(chuàng)建這些結(jié)構(gòu)是原型和生產(chǎn)(chǎn)零件3D打印中產(chǎn)(chǎn)品工程和工業(yè)(yè)設(shè)計的重要組成部分。

多功能3D晶格超材料

3D 設(shè)計軟件公司 General Lattice 已獲得美國陸軍的合同，以使用 3D 打印和先進(jìn)(jìn)的晶格幾何來(lái)改善陸軍作戰(zhàn)頭盔的沖擊吸收。為期一年的研究和開(kāi)發(fā)(fā)項目目前正在伊利諾伊州芝加哥的 General Lattice 工廠(chǎng)進(jìn)(jìn)行，該公司將開(kāi)發(fā)(fā)預(yù)測建模工具集來(lái)設(shè)計和生成頭盔的優(yōu)(yōu)質(zhì)(zhì)晶格材料。

FDM打印中空模型會(huì )有些許難度，容易打壞模型，而光固化3D打印中空模型則更為容易，甚至往往還需要將一些模型進(jìn)(jìn)行掏空處理使其變成中空模型來(lái)打印。

國立臺灣科技大學(xué)(xué)的研究人員已使用融合沉積建模（FDM）3D打印了新的晶格結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不需要任何支撐結(jié)構(gòu)。貝殼形的晶格結(jié)構(gòu)基于海膽的形態(tài)(tài)，該海膽具有機(jī)械穩(wěn)定性和承重能力。研究人員旨在在其印刷的格子結(jié)構(gòu)中模擬這些屬性，從而消除對支撐結(jié)構(gòu)的需求，以減少了印刷過(guò)程以及后續(xù)后處理步驟所需的材料，能量和時(shí)間。

美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室(LLNL)的科學(xué)(xué)家設(shè)計了一種新型3D打印晶格結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)綜合了超輕結(jié)構(gòu)和高剛度的優(yōu)(yōu)勢，打破了之前認(rèn)為需要展示此類(lèi)特性的Maxwell設(shè)計規(guī)則。他們?yōu)櫬藢?zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)(fā)了一個(gè)設(shè)計軟件，使用他們編寫(xiě)的拓?fù)鋬?yōu)化軟件，創(chuàng )(chuàng)建了兩個(gè)由微架構(gòu)桁架組成的獨特單胞設(shè)計，其中一個(gè)被設(shè)計為具有各向同性(相同和全方位)材料特性。