1、晶格結(jié)構(gòu)鏤空一一3D打印技術(shù)的獨(dú)占優(yōu)勢(shì)認(rèn)識(shí)晶格結(jié)構(gòu)說(shuō)到3D打印，我想每個(gè)對(duì)此有認(rèn)識(shí)的人都見(jiàn)過(guò)帶著孔狀、格狀的3D打印模型。這種鏤空形式，叫做晶格結(jié)構(gòu)。大自然是最好的工程師，這種結(jié)構(gòu)我們?cè)诜涓C、骨骼、昆蟲(chóng)甲殼中都能看得到。這種結(jié)構(gòu)在機(jī)械、熱和光學(xué)性能方面都具有的很好的表現(xiàn)。然而大自然可以通過(guò)類似于3D打印的“增材制造”做出這種結(jié)構(gòu)，但人工制造在以前十分困難。在傳統(tǒng)制造工藝中，我們只能通過(guò)微觀程度依靠對(duì)材料化學(xué)成分或微觀結(jié)構(gòu)尺度的控制，來(lái)制造晶格結(jié)構(gòu)的效果，但這種結(jié)構(gòu)是無(wú)序的。介觀層次上，顯而易見(jiàn),這是得不償失的工作。（或許有人會(huì)說(shuō)建筑上這種結(jié)構(gòu)非常常見(jiàn)，但通常我們不會(huì)把建筑視作為一個(gè)整體統(tǒng)一的結(jié)

2、構(gòu)。）晶格結(jié)構(gòu)的應(yīng)用隨著3D打印的發(fā)展，我們得以廣泛地通過(guò)3D打印技術(shù)來(lái)制造晶格結(jié)構(gòu)。3D打印技術(shù)相較于傳統(tǒng)工藝的一大優(yōu)勢(shì)便是復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造能力。通過(guò)微米級(jí)的3D打印我們可以根據(jù)需求，有目的性地定制化制造晶格結(jié)構(gòu)，從而形成這些材料在介觀尺度上的秩序性和周期性，特別是針對(duì)應(yīng)用的具體需要，精確設(shè)計(jì)制造特殊的晶格材料。有許多行業(yè)都將晶格結(jié)構(gòu)融入他們的設(shè)計(jì)中，包括航空航天、車(chē)輛載具、醫(yī)療以及體育用品等。前端時(shí)間本田宣稱他們的汽車(chē)將采用更多的3D打印零部件，寶馬已經(jīng)投產(chǎn)了自己的3D打印工廠，在汽車(chē)的一些復(fù)雜零部件上，通過(guò)使用晶格結(jié)構(gòu)以及拓?fù)鋬?yōu)化，將極大地減少重量，反映到汽車(chē)上則是更小的油耗更快的速度。米其

3、林的次時(shí)代輪胎，也是由3D打印而成，晶格結(jié)構(gòu)讓它不需要充氣也不需要輪轂。晶格結(jié)構(gòu)提供了輪胎的彈性和抗變形能力。現(xiàn)在最I(lǐng)n的運(yùn)動(dòng)鞋毫無(wú)疑問(wèn)就是3D打印鞋。匹克、阿迪達(dá)斯等等知名品牌紛紛推出了自己的3D打印運(yùn)動(dòng)鞋。這種鞋最亮眼的就是晶格結(jié)構(gòu)的鞋底，不僅大大提高了顏值，而且其在舒適度和運(yùn)動(dòng)性上也不遜于以往的氣墊等鞋底。晶格結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)晶格結(jié)構(gòu)最明顯的優(yōu)勢(shì)便在于其輕量化，同樣的體積，晶格結(jié)構(gòu)只需要使用30%-40%甚至更少的材料，也就是其重量至少減少了60%。而3D打印晶格結(jié)構(gòu)之所以激動(dòng)人心便在于這種輕量化不需要犧牲結(jié)構(gòu)完整性和強(qiáng)度。Architectedpolygrainstructures、JVle

4、ta-precipitate晶格結(jié)構(gòu)研究小組的實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)有效地排列，晶格結(jié)構(gòu)的3D打印物件的機(jī)械強(qiáng)度可以做到一般結(jié)構(gòu)物件的7倍。晶格具有兩種動(dòng)態(tài)屬性，壓縮屬性和彈性屬性。面對(duì)機(jī)械沖擊時(shí)彈性和壓縮行為表現(xiàn)出了快速的集體反應(yīng)，以抵消對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力。在這個(gè)領(lǐng)域，英國(guó)的謝菲爾德大學(xué)做過(guò)詳細(xì)的研究：Energyabsorptioninlatticestructuresindynamics:Experiments（動(dòng)力學(xué)中的晶格結(jié)構(gòu)的能量吸收）。另一大優(yōu)勢(shì)便是在熱傳導(dǎo)上。通常我們會(huì)使用金屬材料來(lái)提高部件對(duì)于熱的傳導(dǎo)性，使用陶瓷、氣凝膠等材料來(lái)減低熱傳導(dǎo)。但這將會(huì)導(dǎo)致我們會(huì)受到材料的限制。而晶格結(jié)構(gòu)則解決了這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)在晶格結(jié)構(gòu)填充空氣或其他的比熱容高的氣體，可以顯著地提高整個(gè)部件對(duì)于熱量的隔絕能力。保溫瓶便是利用了中間夾層的空氣難以導(dǎo)熱的特點(diǎn)來(lái)保持溫度，也即是隔絕熱量轉(zhuǎn)移。而相反地，由于這個(gè)結(jié)構(gòu)有很高的比表面積，我們可以通過(guò)氣流交換來(lái)快速地轉(zhuǎn)移整個(gè)部件的熱量。在散熱器上我們能看到哪怕是傳統(tǒng)工藝制造的部件都采用了比表面積很大的結(jié)構(gòu)，而通過(guò)3D打印的晶格結(jié)構(gòu)，我們將大大提高散熱器的熱轉(zhuǎn)移