设置登录密码
*密码
*确认密码
完善信息
*真实姓名
*公司名称
*您的职位
城市
*邮箱
*主营产品
*行业
企业类型
材质
功能
来源：南极熊3D打印|
发表时间：2018-12-27
点击：15565
文章来源：机械制造系统工程国家重点实验室
在增材制造中，用户在切片软件中会选定内部填充方式。填充方式对制造过程和产品的物理特性有显著影响。一般来讲，高比例的填充会让产品承受外载荷能力更强，但是会花费更多的材料和制造时间。为了设计轻质但是具有更好机械性能的产品，为用户提供优秀的填充结构布置方式是增材制造软件的一个发展趋势。
图1. (a)自然股骨冠状面截面结构；(b)股骨在外载荷下的主应力迹线；(c)股骨内部优化所得的填充方式；(d)3D打印股骨模型。
丹麦科技大学的Wu等人提出了一种生成类骨微结构的方法。这种方法是在传统的基于体素的拓扑优化法的基础上进行了延伸。在已给定的外部载荷和零件形状下，对指定设计域中的局部材料分布进行优化来实现零件整体力学刚度的最大化。从优化结果来看，传统的拓扑优化方法所得的结构更为集中，无法起到填充零件内部的作用（图2 (a)），而采用类骨微结构生成方法，能够得到整体力学刚度最优的填充结果（图2 (b)）。
不同的填充结构在受外载荷时的应力分布截然不同。图3 (a)为蜂窝结构所填充的小猫模型，可见在顶部受力时，应力传导主要通过颈部和尾巴。而采用传统拓扑优化所得的填充方式，将模型内部从受力位置到底部的区域全部填充，采用局部体积约束法填充的小猫模型在受力时各处的应力分布较为均匀，最大应力值显著降低。
图3. 不同填充方式的小猫模型的应力图。(a)蜂窝结构填充；(b) 传统的整体体积约束法对填充结构进行优化；(c)采用局部体积约束法对填充结构进行优化。
“本文由新材料在线®平台入驻媒体号南极熊3D打印提供，观点仅代表作者本人，不代表本网站及新材料在线®立场，本站不对文章内容真实性、准确性等负责，尤其不对文中产品有关功能性、效果等提供担保。本站提醒读者，文章仅供学习参考，不构成任何投资及应用建议。如需转载，请联系原作者。如涉及作品内容、版权和其它问题，请与我们联系，我们将在第一时间处理！本站拥有对此声明的最终解释权。”
