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有关3D打印晶格结构压缩行为的研究国

晶格结构在增材制造行业很常见,因结构复杂而在3D打印领域颇受欢迎,使用的材料也是多种多样。由于强度较高,晶格结构在航空航天、国防和汽车工业的应用都非常广泛。在题为《由熔融沉积建模制造的拉伸增强Kagome结构的压缩行为》的论文中,一组研究人员就如何改良Kagome晶胞的压缩性能进行了研究。

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Kagome是一种晶格结构,是一种“从纺织品结构衍生的拉伸3D桁架结构。”而改进之后的SRK比标准Kagome结构具有更好的压缩性能。在本研究中,相关人员使用的是ABS材料。

“Shimadzu万能测试机使用10 kN载荷传感器进行单轴压缩试验,在位移的控制下以0.1 mm / min的速度施加压缩载荷,”研究人员解释道。“视频引伸计TRViewX可用于测量面板之间的精确位移,从测量的力和位移来获得工程应力应变数据。”

试验表明,峰值强度和有效模量随着长细比的减小而增大。此外,SRK结构随着长细比的变化,显示出不同的失效行为。

所有样品中的垂直支柱在充分压缩后开始变形。垂直支柱的塑性弯曲导致SRK的上部和下部的变形,进而导致倾斜支柱的变形。进一步压缩后,支柱的拉伸侧上形成了表面裂缝。随着进一步加压,裂缝打开,致使结构扭曲,在各个侧面上形成额外裂缝,导致结构的最终软化和坍塌。

“各向异性材料的行为和FDM打印结构的多孔性,导致了数值和实验结果的差异,”研究人员总结道。“SRK单元结构的性能可以通过倾斜和垂直支柱直径的变化而进一步改善,以便在给定密度下对其进行优化。”

 

(3D虎)

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