研究人员开发出用于3D打印镍钛诺结构的新设计方法

来自IMDEA材料研究所和马德里理工大学的研究人员开发了一种以设计为中心的方法来提高3D打印镍钛诺结构的性能。他们发表在《虚拟与物理原型》杂志上的研究表明，编织状的织物结构可以增强通过增材制造工艺制造的镍钛合金的变形能力。

图片来源：IMDEA

与传统制造方法相比，传统的镍钛诺3D打印技术存在诸多局限性。此前的研究表明，3D打印镍钛诺样品的变形能力约为工业生产镍钛诺的一半，而且增材制造工艺还会制造出更脆的材料。

为了应对这一挑战，研究团队将研究重点从材料优化转移到通过几何形状增强机械性能的结构设计上。他们利用激光粉末床熔融技术制造了包括网状、球形和环状在内的复杂编织结构。“这些是迄今为止制造出的形状最复杂的镍钛诺编织结构之一，”马德里理工大学（UPM）和IMDEA材料研究所的Andrés Díaz Lantada教授解释道。

该研究引入了一种专门针对镍钛合金增材制造的基于算法的设计框架。研究开发了两大类结构：管状晶格结构和圆柱形编织结构。力学测试表明，仅通过设计即可在几个数量级范围内调节这些结构的刚度、承载能力、能量吸收和韧性。

研究团队利用计算机断层扫描技术将打印样品与数字模型进行比较，验证了其制造工艺的准确性。这种方法证实了该技术在创建复杂、可定制架构方面的有效性。该研究由马德里自治区政府资助的“iMPLANTS-CM”项目支持。

来源：materials.imdea.org