
还有多功能集成这方面。不管是哪种结构的单胞构型,或者是不同要求的孔隙率,这种排列很整齐、有周期性的金属点阵拓扑结构都能做到。因为结构内部有好多空间,可以往里面填绝热、吸波、吸声这些材料,这样就能满足航空、船海这些领域对结构和功能一体化的要求。

但是呢,现在它的制备工艺还有些问题。虽然单胞构型的设计和优化有了一些成果,可是这些理论研究在实际的点阵结构材料里很难去验证,这就导致点阵结构和性能的优势发挥不出来。而且单胞构型越来越小了,对于相对复杂构型的点阵结构材料的突出性能,我们还不是很清楚。因为现在点阵结构材料的构型比较单一,在受到冲击载荷的时候,它的承载形式、细观变形行为以及整体的力学性能,我们研究得都不够透彻。现在的制备方法做出来的单胞构型尺寸还是比较大,构型也单一,层数和每层单胞的数量都比较少,很难满足一些高技术领域不断发展的需求。

所以呢,我们这个课题就是要用 3D 打印技术,去找出金属点阵结构材料的打印方法,最后打印出来的构件单胞构型要小,内部结构要多样。然后呢,去观察原始 3D 打印状态下以及经过热处理工艺后的铝基点阵结构材料的显微组织,开展准静态和动态压缩实验,记录点阵材料的力学性能受压缩应力应变曲线、变形行为的影响,为优化它的结构设计参数打基础。

打印出来的金字塔型点阵材料,在航天航空领域能有很好的应用。重点是对铝基点阵结构材料的参数设计、制备、显微组织进行研究,再通过后面的力学性能实验,对比热处理前后铝基点阵结构材料的性能变化,希望能得到高性能的铝基点阵结构参数。主要的工作包括:用计算机建模软件(像 UG、Pro/E 或者 3Dmax)设计单胞和整体构型,然后用 3D 打印设备做出符合要求的铝基点阵材料。