Максимальное поглощение ударов, шума и ударов с помощью решетчатых структур, напечатанных на 3D-принтере

Опубликовано 19 августа 2021 г.

Решетки представляют собой трехмерные микроархитектуры, состоящие из повторяющихся элементарных ячеек, образованных пересекающимися балками и узлами. За последнее десятилетие они стали краеугольным камнем легкой конструкции, обеспечивая прочность и жесткость традиционных компонентов, используя при этом значительно меньше материала. Помимо экономии веса, решетки превосходно поглощают удары, гасят вибрацию и снижают шум, поскольку их сети низкой жесткости могут деформироваться и восстанавливаться под нагрузкой.

Ярким примером их влияния на реальный мир является межподошва Adidas Futurecraft 4D. Сотрудничая с компанией Carbon, чья технология Digital Light Synthesis™ обеспечивает точное изготовление решетки, Adidas разработал межподошву, которая сочетает в себе упругость, гибкость и превосходный отскок. Результатом стала высокопроизводительная обувь, которая сводит к минимуму удары спортсменов, сохраняя при этом легкий вес.

Менеджеры по продукции, желающие использовать решетчатую технологию для гашения вибрации и энергии, должны учитывать три ключевых фактора:выбор материала, конструкцию решетки и ограничения аддитивного производства.

Понимание решеток

Традиционные субтрактивные методы с трудом позволяют создать сложную геометрию решеток, поэтому предпочтительным методом является 3-D печать. Аддитивное производство позволяет использовать подход «обратного проектирования» — проектирование оптимального расположения материалов для конкретного применения, а не подгонку существующего материала под задание.

Выбор материала имеет решающее значение. Например, EPU 40 обеспечивает превосходное гашение вибрации по сравнению с EPU 41, поэтому выбор материала, который соответствует желаемым характеристикам демпфирования, может значительно улучшить производительность.

Хотя материал имеет значение, геометрия решетки часто определяет эффективность демпфирования. Изгибающиеся решетки обладают высокой эластичностью и упругостью, тогда как решётки с изгибом позволяют отдельным балкам изгибаться, обеспечивая исключительное рассеивание энергии. Дополнительная обработка поверхности может еще больше улучшить демпфирование.

На микроуровне элементарная ячейка — повторяющийся узор из балок и узлов — управляет поведением решетки. Открытые, редкие клетки образуют мягкие решетки; более плотные ячейки с большим количеством треугольников и балок дают жесткие структуры. Тип ячейки, размер, ориентация и толщина луча относительно размера ячейки влияют на коэффициент демпфирования материала и, следовательно, на его поглощение ударов.

Проектирование для аддитивного производства

Успешное производство решеток зависит от принципов проектирования аддитивного производства (DFAM). Инженеры должны гарантировать, что решетку можно распечатать, учитывая процесс, ориентацию и необходимые опоры.

Ориентация решетки вносит анизотропию — свойства различаются вдоль разных осей. Хотя это по сути не является недостатком, согласование ориентации с предполагаемым направлением нагрузки (например, поведением при продольном изгибе) может оптимизировать производительность.

При правильном применении DFAM решетчатые детали, изготовленные аддитивным способом, часто соответствуют или превосходят качество компонентов устаревшего производства, открывая новые возможности, которые ранее были недостижимы.

SyBridge:внедрение инноваций в производстве решеток

Создание эффективных решетчатых конструкций требует четких предварительных требований, выбора материалов в соответствии с целями производительности и тщательного архитектурного проектирования. Начав с выбора правильного демпфирующего материала, вы максимизируете рассеивание энергии детали и поглощение ударов.

SyBridge сочетает в себе передовые технологии с проверенными методами для улучшения каждого этапа производства. Мы сотрудничаем с клиентами, чтобы оптимизировать конструкции с точки зрения производительности и технологичности, поставляя высококачественные компоненты вовремя и в рамках бюджета. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как мы можем помочь вашему следующему проекту.