根據(jù)3D科學(xué)谷，多孔材料具有廣泛的應(yīng)用，例如振動(dòng)控制、減震、隔熱、增加熱交換效率等等。然而，當(dāng)前的目標(biāo)應(yīng)用集中在輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和耐撞性應(yīng)用，特別是它們的高能量剛度、高能量強(qiáng)度和能量吸收特性。
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，塑料多孔結(jié)構(gòu)的工業(yè)級(jí)應(yīng)用方面，用反應(yīng)注射成型制得的玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯泡沫塑料，已用作飛機(jī)、汽車、計(jì)算機(jī)等的結(jié)構(gòu)部件；而用空心玻璃微珠填充聚苯并咪唑制得的泡沫塑料，質(zhì)輕而耐高溫，已用于航天器中。此外，高性能化已成為泡沫塑料研究的新方向和熱點(diǎn)。高性能泡沫塑料可以作為承載的結(jié)構(gòu)材料在航空、航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域使用， 如衛(wèi)星太陽能電池的骨架、火箭前端的整流罩、無人飛機(jī)的垂直尾翼和巡航導(dǎo)彈的彈體彈翼、艦艇的大型雷達(dá)罩等。
在金屬多孔結(jié)構(gòu)方面，雖然在減震能力上，金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)并不像塑料點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)那樣具備優(yōu)勢(shì)，然而復(fù)雜的金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)可以提供卓越的產(chǎn)品性能-無論是在效率和功能方面。并且為組件輕量化打開了廣闊的設(shè)計(jì)空間，還可以提高傳熱、能量吸收、絕緣和提高連接性能。
計(jì)算機(jī)輔助空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)
智能優(yōu)化設(shè)計(jì)與3D打印
左文康、陳滿泰、程斌、趙金城
1. 上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院2. 上海交通大學(xué)海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室3. 上海交通大學(xué)上海市公共建筑和基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化運(yùn)維重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要：為解決空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋬?yōu)化與3D打印設(shè)計(jì)制造方法參數(shù)化程度低的問題，提出了一套完整的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)工作流，用于空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)智能化拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)值分析和3D打印制造。
首先基于參數(shù)化平臺(tái)Grasshopper建立空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的參數(shù)化一體化拓?fù)鋬?yōu)化CAD程序，自動(dòng)生成優(yōu)化節(jié)點(diǎn)模型；利用Abaqus/CAE平臺(tái)對(duì)優(yōu)化節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)分析；通過Fusion 360的CAM模塊完成3D打印設(shè)計(jì)仿真和生成制造文件。結(jié)合單層網(wǎng)殼和雙層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)實(shí)例，驗(yàn)證了提出的工作流的適用性。
分析結(jié)果表明：智能生成的節(jié)點(diǎn)較傳統(tǒng)形式節(jié)點(diǎn)更美觀獨(dú)特且具有輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，在相同受力工況下，優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的體積僅為傳統(tǒng)空心球節(jié)點(diǎn)的40%～60%,其柔度、峰值位移和峰值應(yīng)力等各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)即可優(yōu)于空心球節(jié)點(diǎn)；采用316L不銹鋼材料，基于選區(qū)激光熔融3D打印工藝可實(shí)現(xiàn)該高性能節(jié)點(diǎn)的精密制造。
3D打印不同骨密度的
椎間融合器優(yōu)化設(shè)計(jì)
劉偉、趙京生、王祎霖、李素麗
陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院2. 航天高端制造陜西省高校工程研究中心3. 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院4. 西安泰輝機(jī)械科技有限公司
摘要：依據(jù)頸椎的原始數(shù)據(jù)，通過醫(yī)學(xué)圖像處理和逆向建模操作分別重建了頸椎C6段和C7段的模型，并將其裝配形成頸椎C6～C7節(jié)段，得到椎間融合器基本數(shù)據(jù)。依據(jù)基本數(shù)據(jù)分別建立了矩形多孔、梯度多孔、八面體多孔椎間融合器模型。對(duì)融合器施加成年男性頸部所受到的最大力，通過有限元分析求解應(yīng)力、應(yīng)變以及最大變形量。
計(jì)算設(shè)計(jì)的椎間融合器的彈性模量下降情況，對(duì)不同孔隙率的矩形多孔結(jié)構(gòu)椎間融合器進(jìn)行分析，并優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果可知，3種結(jié)構(gòu)的融合器均有不同程度的彈性模量下降，而矩形結(jié)構(gòu)椎間融合器的孔隙率在60%左右時(shí)，彈性模量下降得最多。
基于3D打印工藝的
多孔植入物的設(shè)計(jì)制造及應(yīng)用
吳言、王聿棟、劉夢(mèng)星、石杜芳、胡楠、馮偉
1. 中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院2. 國(guó)家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心 3. 深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司4. 武漢邁瑞科技有限公司
摘要：通過有限元模擬不同類型多孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)行分析并篩選出適用骨科醫(yī)療器械的多孔結(jié)構(gòu)，并用3D打印技術(shù)對(duì)該多孔結(jié)構(gòu)（泰森多邊形結(jié)構(gòu)）進(jìn)行加工制造
3D打印個(gè)性化
矯形器制作技術(shù)進(jìn)展
