導讀：南極熊獲悉，總部位于德國的3D打印服務提供商Rapid Product Manufacturing (RPM) 于2021年6月15日宣布已獲得研究資助，開發復雜的彈性晶格結構，本次資金由德國AiF資助。使用Carbon樹脂數字光合成 (DLS) 3D 打印技術和EPU41/EPU40材料，RPM計劃在明年與工業和消費品領域合作伙伴一起為這些晶格結構開發多種應用。項目還將得到不倫瑞克技術大學微技術研究所的支持。



△RPM的3D打印晶格結構。照片通過 RPM。

3D打印新應用

RPM于2018年采用DLS技術，成為歐洲首批提供Cabon 3D技術的服務機構之一。RPM認為打印速度和高分辨率能力是滿足客戶需求的主要因素。在2020年，相比于DLS原型，RPM生產了更多應用系列組件，標志著技術使用的轉變。RPM計劃在未來幾年里專注于建立3D打印晶格材料、設計規則和應用知識庫，并在這一領域成為制造領導者。此外，RPM還將利用Carbon推出的自動晶格生成工具Design Engine繼續對3D打印晶格結構的探索。



△Carbon Design Engine可以快速生成晶格。格子零件需要更少的材料和時間來打櫻

RPM的銷售醫學博士Claus Thomy博士說：“這筆贈款側重于DLS，因為Carbon將批量生產置于開發最前沿。機器工藝的材料選擇和可靠性使我們能夠以具有競爭力的成本點覆蓋各種新的業務。更重要的是，由于材料經過標準化和驗證，第二次、第三次和第二十次的打印方式也完全相同。”他還補充道：“當rpm使用僅在增材制造中可用的晶格結構提高零件產品性能時，我們正在建立真正卓越的產品解決方案。”

由AiF資助的ZiM項目

ZIM項目由AiF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen) 授予，支持德國中型企業的研發。官方資助名稱是“通過增材制造為各種應用開發彈性晶格結構”，并由不倫瑞克大學微技術研究所在開發和技術方面提供支持。



△在M2系統上使用EPU41樹脂3D打印彈性晶格結構。照片通過RPM。

RPM將通過與微技術研究所的專家合作，生產、評估各種幾何形狀，通過機械和性能，優化批量生產的工藝參數。研究還選擇了六個應用，擴展生產知識：

襯墊結構內的定向冷卻通道（主動和被動）

氣動控制機械功能

液體控制機械功能

彈性件內冷熱一體化

用空氣和液體影響阻尼特性

彈性部件內流動系統的集成

研發階段對于解決組件性能、用戶體驗和成本優化至關重要，使整個產品生命周期合格。RPM預計在2022年春季項目建成后，將有多個示范模型和工藝參數，為行業產品奠定基矗

晶格結構的優勢

盡管從生產和機械性能角度來說具有一定的挑戰，但是許多領域的研究人員依然對在彈性網格內添加通道來改善產品功能上抱有期待。根據Carbon的說法，通過選擇網格來減少零件的填充可以將材料使用量減少多達57%，并將構建時間縮短多達54%，同時保持零件性能。這對制造商來說，能夠節省大量的時間和成本。



△晶格可以減少多達57%的材料使用，并將構建時間縮短多達54%。照片通過RPM。

RPM技術董事總經理J rg Gerken博士總結道：“DLP 技術使我們能夠采用不同的方法進行產品和零件設計。rpm認識到，從技術和材料的角度來看，晶格將繼續成為關鍵應用。在EPU材料中使用規則和不規則點陣工作兩年多之后，我們已準備好建立下一代生產。這筆贈款為我們提供了進行必要的研發和為快速產品制造做好準備所需的額外燃料。”

晶格的應用

據南極熊了解，晶格結構已經在許多領域得到了研究和應用。加州理工學院利用晶格結構3D打印鋰電池電極。工程軟件開發商CoreTechnologie使用自動晶格生成模塊更新4D_Additive打印準備程序。軟件的點陣工具使用戶能夠3D打印各種類型的內部和外部網格結構，例如蜂窩、陀螺和星形。



△通過DLP 3D打印的復雜電極幾何體，圖片來自加州理工學院

在學術領域，臺灣科技大學的研究人員3D打印基于海膽的新型晶格結構。使用FDM技術打印的貝殼狀晶格結構非常穩定、承重，并且不需要支撐。英國格拉斯哥大學研究人員發現，3D打印混合塑料-碳納米管混合材料晶格可應用于更輕、更耐撞擊以及更清潔的汽車制造。南極熊相信，未來還會有更多晶格結構出現在更多領域中，讓我們拭目以待吧！

參考閱讀：

1. rpm receives public funding for research into complex,elastic lattices using 3D printing

2. RPM SET TO DEVELOP COMPLEX ELASTIC LATTICE STRUCTURESUSING 3D PRINTING TECHNOLOGY

3. INTERVIEW: CARBON BROADENS ACCESS TO DESIGN ENGINELATTICE GENERATION TOOL, HALVES 3D PRINTING MATERIAL AND TIME

4. CORETECHNOLOGIE ADDS LATTICE CREATION TOOL TO ITS4D_ADDITIVE PRINT PREPARATION SOFTWARE

5. 加州理工學院：DLP 3D打印技術制造晶格結構鋰電池電極

6. 3D打印混合塑料-碳納米管混合材料晶格可應用于更輕、更耐撞擊以及更清潔的汽車制造

7. RESEARCHERS 3D PRINT SUPPORT-FREE LATTICES INSPIRED BYSEA URCHINS

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