新闻资讯 News

雷佳增材金属3D打印多孔结构技术

日期: 2019-10-31
浏览次数: 297

近年来,随着金属3D打印技术的不断发展与进步,多孔结构领域受到越来越多的研究人员关注,多孔结构材料因为其在特定领域具有良好的抗压性、质量轻、密度低、比表面积大、比刚度高、热导率高等优良的综合物理力学性能,已成为一种新颖的功能结构材料,被广泛应用于生物医学航空航天智能机器人、催化剂载体、消音器、换热和阻燃器等领域

雷佳增材金属3D打印多孔结构技术 

1 多孔结构在生物医疗中的应用

多孔结构材料是一类包含大量孔隙的材料,主要由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体相所组成。多孔材料中的孔隙是设计者和使用者所希望出现的功能相,它们为材料的性能提供优化作用。多孔材料须具备如下两个要素:一是材料中包含大量的孔隙;二是所含孔隙被用来满足某种或某些设计要求以达到所期待的使用性能指标。多孔材料按照材质组成的不同主要分为多孔金属、多孔陶瓷和泡沫塑料。一般的有机和陶瓷等多孔体总是难以同时满足强度、塑性、高温等使用条件的要求,多孔金属材料在一定程度上弥补了以上各类多孔材料的不足,从而得到了迅速的发展。

雷佳增材金属3D打印多孔结构技术 

2  多孔结构单元

雷佳增材金属3D打印多孔结构技术 

3  三种多孔网格结构的拓扑优化迭代过程

随着多孔结构材料需求逐渐扩大,越来越多的企业逐渐关注起参数化多孔结构设计的应用发展。部分在金属3D打印多孔结构领先的高新技术企业,都已经在多孔材料方面取得突破。广州雷佳增材科技有限公司研发团队利用SLM技术制备了采用体心立方结构CuSn/18Ni300双金属均匀多孔结构,并通过压缩试验对其压缩行为和能量吸收行为进行了研究。该结构兼具CuSn合金具有良好的导热性、延展性和耐腐蚀性,以及18Ni300马氏体马氏体时效钢的高强度特性,可应用于功能集成组件。

雷佳增材金属3D打印多孔结构技术 

4  多孔结构材料及压缩性能

广州雷佳增材科技有限公司研发团队提出利用Rhinoceros插件Grasshopper中进行参数化多孔结构的设计,通过调整输入参数来改变所设计多孔结构的类型、孔隙率表面积体积比和平均孔径将参数化建模方法应用于医学植入物中,设计参数化多孔植入物,达到快速建模的效果,如图5所示

雷佳增材金属3D打印多孔结构技术 

5  雷佳增材参数化多孔结构建模

广州雷佳增材科技有限公司研发团队发现多孔结构的力学行为根据其断裂性质又分为脆性断裂多孔结构和延性压实失效多孔结构,其原因主要与材料相关,3D打印后为脆性多孔结构(45度断裂特征)主要有Ti6Al4V多孔铝合金多孔,3D打印后为延性压实失效多孔结构主要有316L多孔结构18Ni-300多孔结构等。根据多孔结构是否具有孔隙率的变化又可以分为均匀多孔结构和梯度多孔结构,这两种多孔结构的压缩行为也是不同的。均匀多孔结构的压缩过程一般为均匀压缩,而梯度多孔结构(沿着压缩轴向梯度)压缩过程一般为逐层压缩这主要与孔隙率的变化有关。

雷佳增材金属3D打印多孔结构技术 

6  功能梯度材料中局域性能与位置的关系以及天然生物材料中的基本功能梯度设计形式与原则

根据多孔结构的压缩曲线的特征又可以分类为拉伸主导型多孔结构和弯曲主导型多孔结构。根据压缩曲线特征可分为四个区域:弹性区域I),弹塑性崩溃(II),塑性崩溃或不稳定的应力区域(III)和致密化(IV)区域。弯曲主导型的多孔结构压缩曲线有应变硬化趋势,而拉伸主导型多孔结构的压缩曲线在达到第一抗压强度峰值后回落形成应变软化区域

雷佳增材金属3D打印多孔结构技术 

7  a)弯曲主导型和(b)拉伸主导型多孔结构的压缩行为的示意图。

雷佳增材金属3D打印多孔结构技术雷佳增材金属3D打印多孔结构技术 

雷佳增材金属3D打印多孔结构技术雷佳增材金属3D打印多孔结构技术 

7  广州雷佳增材科技有限公司多孔结构样品

金属3D打印制备多孔结构适用的材料范围广,可以制备复杂的外形, 内部宏观孔隙可控,研制周期短、成本低、材料利用率高,因而显示出巨大的潜力。未来,雷佳增材将大力研发多孔结构材料,不断的深化3D打印在多孔结构领域的应用发展,推动参数化多孔结构设计在生物医学航空航天智能机器人等领域应用。

 


相关内容
  • 热点
  • 最新
  • 媒体
3D打印机厂家的原型制作作为3D打印技术的初始应用有着很重要的作用。很久以前工业样品通常是手工制作的因此被称为原型,由于现代工业计算机辅助设计(CAD),计算机辅助制造(CAM),计算机数字控制(CNC)技术以及各种类型的3D打印技术,如今质量可靠3D打印机厂家的原型的生产很少使用手工,但是对于当前的工业设计和产品开发,原型是必不可少的部分,下面一起来了解一下3D打印机厂家中的打印原型作用有哪些?...
2020 - 10 - 26
如今3D打印技术的全面发展让很多领域的生产加工方式发生了巨大的变化和全面进步,而新推出的多材料3D打印设备在应用效果以及技术发展前景方面都令人非常的期待。不得不说多材料3D打印厂家批发销售‍平台提供的各类设备确实有很好的使用前景。那么为什么享誉业内的多材料3D打印设备的人气为什么如此之高?第1、运行效率非常高十分明显的是令人期待的多材料3D打印设备在各种情况下运行都可以保持比较高的效率,也就是说人...
2020 - 10 - 23
这些年来很多新兴技术工艺的发展让3D打印等多种先进技术逐步进入到人们的眼帘,很多关注技术市场的朋友们尤其对一些先进的多材料3D打印设备保持着很高的兴趣度。人们使用期间可以充分感受到受到多材料3D打印厂家直销推荐的相关设备的应用价值很高。那么为什么很多的用户都认为有必要选大品牌的多材料3D打印设备?1、可以支持的材料更多首先令人感到满意的多材料3D打印设备在实际应用中可以支持更多类型的工艺材料,无论...
2020 - 10 - 22
雷佳增材DED-500数控增减材设备研制成功,正式推向市场2020年10月5日起,复合多轴增减材混合3D打印(由于在军工领域应用潜力巨大)、极紫外(EUV)、5nm晶圆生产等新兴技术,正式被美国商务部工业与安全局出口管制!这有可能对中国3D打印等产业造成重大影响。2020年10月5日,美国商务部工业与安全局(the Department of Commerce’s Bureau of Indust...
2020 - 10 - 20
人气颇高的多材料3D打印设备近年来在很多的生产加工领域当中赢得了人们的一直赞叹,大量的实际生产加工活动证明了这类设备已经能够逐步胜任多样化的生产加工要求。因此当下越来越多的朋友开始非常关心多材料3D打印哪里买好点‍等关键性问题。那么考察大家感兴趣的多材料3D打印设备一般要考虑什么?1、设备支持的材料类型首先人们都知道如今的生产加工领域当中对于多材料3D打印设备可支持的应用材料多样性有一定的要求,因...
2020 - 10 - 20
地址:广东省广州市荔湾区荷景南路23号C栋首层
电话:020-81602205
淘宝企业店铺:https://shop393982256.taobao.com/
Copyright ©2019 - 2024 广州雷佳增材科技有限公司
犀牛云提供企业云服务
关注公众号
企业淘宝店