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Updated: Jun 25, 2025
08:43
Fused Filament Fabrication FFF of Metal-Ceramic Components
Published on: January 11, 2019
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通过部分整合面部,提高FDM细胞框架结构中的机械性能
Mahan Ghosh1, Nandika Anne D'Souza1,2
1Mechanical Engineering, University of North Texas, 1155 Union Circle #310440, Denton, TX 76203-5017, USA.
Polymers
|May 25, 2024
概括
将板块添加到简单的立方体中心立方格 (SC-BCC) 格子中,可以显著提高机械性能. 这种混合结构改善了轻量化应用的模量,特异模量和能量吸收.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 由于可预测的形状和3D打印能力,格子类型的细胞架构越来越多地被使用.
- 由于应力度,传统的格子框架 (FCC,BCC,SC) 在化沉积模型 (FDM) 中面临机械限制.
- 增加板块可以提高性能,但会增加重量,并可能导致尺寸问题.
研究的目的:
- 为了研究混合SC-BCC格子结构的压力性能,部分添加了板.
- 在单元细胞和扩大规模的层面上分析格子内的应力转移机制.
- 通过格子设计来确定通过格子设计来实现更好的轻量化的主要参数.
主要方法:
- 使用3D打印制造SC-BCC晶格结构,并添加部分板块.
- 单单单元细胞和4x4x4格子结构的轴向压缩测试.
- 评估压力转移到最近的邻居和扩展效应.
主要成果:
- 混合单元电池显示显著改善:模量 (125%-393%),特异模量 (13%-120%),和能量吸收 (17%-395%) 与开放格子相比.
- 缩放的格子表现出增强的特性:模量 (8% - 400%),特异模量 (2% - 107%) 和能量吸收 (37% - 553%) 超过格子框架.
- 部分板块的添加被证明是减轻重量的有效方法.
结论:
- 在SC-BCC网格中部分板块集成提供了实质性的机械增强.
- 混合设计有效地减轻了FDM格子结构固有的应力度问题.
- 这种方法是通过增材制造开发高性能轻质材料的有希望的策略.
