3D プリントされた格子構造で衝撃、騒音、衝撃吸収を最大化

2021 年 8 月 19 日に公開

格子は、交差するビームとノードによって形成される繰り返し単位セルで構成される 3D マイクロアーキテクチャです。過去 10 年にわたり、これらは軽量設計の基礎となり、使用する材料を大幅に削減しながら、従来のコンポーネントの強度と剛性を実現しました。格子は軽量化だけでなく、剛性の低いネットワークが荷重を受けると変形して回復するため、衝撃吸収、振動の減衰、騒音の低減にも優れています。

現実世界への影響を示す顕著な例は、アディダス フューチャークラフト 4D ミッドソールです。 Digital Light Synthesis™ テクノロジーにより正確な格子の製造を可能にする Carbon と提携して、アディダスは、弾力性、柔軟性、優れた反発力のバランスをとったミッドソールを設計しました。その結果、軽量プロファイルを維持しながらアスリートへの衝撃を最小限に抑える高性能シューズが誕生しました。

振動とエネルギーの減衰にラティス技術を活用しようとしている製品マネージャーは、材料の選択、ラティスの設計、積層造形の制約という 3 つの重要な要素を考慮する必要があります。

ラティスを理解する

従来のサブトラクティブ法では格子の複雑な形状を作成するのが難しいため、3D プリントが最適な方法となっています。積層造形では、既存の材料をジョブに適合させるのではなく、特定の用途に最適な材料レイアウトを設計する「逆設計」アプローチが可能になります。

材料の選択は重要です。たとえば、EPU 40 は EPU 41 に比べて優れた振動減衰を提供するため、必要な減衰特性に一致する材料を選択すると、パフォーマンスを大幅に向上させることができます。

材質は重要ですが、多くの場合、格子の形状が減衰効果を決定します。曲げ格子は弾性と弾力性が高く、座屈格子は個々の梁を曲げることができるため、優れたエネルギー散逸が得られます。追加の表面処理により、減衰をさらに強化できます。

ミクロスケールでは、単位セル (ビームと節点の繰り返しパターン) が格子の動作を制御します。開いたまばらなセルは柔らかい格子を生成します。より多くの三角形と梁を備えた高密度のセルにより、剛性の高い構造が得られます。セルのタイプ、サイズ、方向、セル サイズに対するビームの厚さはすべて、材料の減衰比に影響し、その結果、衝撃吸収性に影響します。

積層造形のための設計

格子製造の成功は、積層造形のための設計 (DFAM) 原則にかかっています。エンジニアは、プロセス、方向、必要なサポートを考慮して、格子が印刷可能であることを確認する必要があります。

格子の配向により異方性が導入され、異なる軸に沿って特性が異なります。これは本質的に欠点ではありませんが、向きを意図した荷重方向 (座屈動作など) に合わせることで、パフォーマンスを最適化できます。

DFAM が正しく適用されると、積層造形された格子パーツは多くの場合、従来の製造コンポーネントの品質と同等かそれを上回り、以前は達成できなかった新たな可能性が解き放たれます。

SyBridge:ラティス製造におけるイノベーションを推進

効果的な格子構造を作成するには、明確な事前要件、性能目標に合わせた材料の選択、および綿密な建築設計が必要です。適切な減衰材料から始めることで、パーツのエネルギー散逸と衝撃吸収が最大化されます。

SyBridge は、最先端のテクノロジーと実績のある方法を組み合わせて、製造のあらゆる段階を強化します。当社はお客様と連携して、パフォーマンスと製造性の両方を考慮して設計を最適化し、高品質のコンポーネントを予定どおりに予算内で提供します。 お問い合わせ 今日は、あなたの次のプロジェクトをどのように支援できるかを検討してみましょう。