3D プリント用の格子構造をマスターする:設計、最適化、生成
格子構造は複雑であるため、一般的な CAD ツールを使用して部品に格子構造をモデル化することは現実的ではありません。ほとんどの場合、部品は CAD で固体であるかのように描画されます。次に、パーツが (DFAM 原則を念頭に置いて) 設計された後、モデルが別のソフトウェア パッケージにインポートされて、格子構造が生成されます。この目的のためのより一般的なプログラムには、Netfabb または nTopology があります。
3D プリント格子構造を生成する別の方法は、ジェネレーティブ デザインによるものです。この場合、部品の接続点、質量制限、および予想される荷重が定義されます。その後、アルゴリズムが要件を満たす数百ものソリューションを生成します。そこから、最適な格子セル構造とセル密度をソリューションの中から選択するか、さらなる反復を通じて生成することができます。ラティス構造を作成するときは、最終部品の全体的な機能にどのような要因が影響するかを理解することが重要です。これらの要因を以下に示します。
- 格子マテリアル: 金属に 3D プリントする場合、格子はパーツ全体と同じ材料であることがよくあります。ただし、柔軟な格子が必要な場合は、複数の材料の部品を検討できます。一部の製品では、格子に柔らかく柔軟な素材を使用し、格子を保護するシェルとしてより弾力性のある素材を使用しています。この一般的な例の 1 つは、ランニング シューズのソールです。
- 格子構造: 最も基本的な 3D プリントされた格子構造は、部品全体にわたって均一なパターンが繰り返されるのが特徴です。ただし、より高度な方法では、追加の強度が必要な領域ではセルと梁の構造を変更して密度を高め、負荷が少ない領域では格子の密度を低く保ちます。構造が異なれば機械的特性も異なるため、セルの個々の形状もパーツのパフォーマンスに大きな影響を与えます。
- セルの方向: 3D プリントされた格子構造内の個々のセルの方向は、プリントの複雑さに影響を与える可能性があります。たとえば、印刷プロセス自体中にサポート構造を必要とせずにセル自体をサポートできるような方法でセルの向きを調整することがベスト プラクティスです。何百ものスモールセルからサポートを取り外そうとすることはお勧めできません。
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