增材制造点阵结构设计、制备及性能研究进展
梁祖磊1，孟岩松1，赵嘉喜2，孙中刚1，郭艳华1，常辉1，I. V. ALEXANDROV3 (1.南京工业大学材料科学与工程学院；2.南京工业大学机械与动力工程学院；3.乌法理工大学材料科学与金属物理学系)
摘要：航空航天等领域对轻量化高性能结构的需求日益迫切，突显了点阵结构在轻量化目标中的重要性及其广阔的应用前景。粉末床熔融技术的快速发展和成熟，使得复杂的点阵结构制备成为可能，并迅速成为研究热点。虽然当前关于增材制造点阵结构的研究已经比较丰富，但成果间的关联性和系统化整合仍然不足，有关点阵结构的最优设计和调控手段仍尚未形成系统的理论体系。因此，本文不仅介绍了点阵结构的基本特性和主要分类，系统探讨了增材制造点阵设计和制备对其力学性能的相关影响及其主要研究进展，还总结了点阵结构的未来研究方向和发展趋势。
关键词：增材制造；点阵结构；结构设计；制备缺陷；力学性能
目录介绍
1 增材制造点阵
1.1 增材制造点阵主要分类
1.1.1 三周期极小曲面点阵
1.1.2 支柱点阵结构
1.2 增材制造点阵失效特征
1.2.1 变形主导形式
1.2.2 局部应力集中
1.2.3 宏观剪切带
2 点阵结构设计的关键因素
2.1 相对密度
2.2 单胞尺寸
2.3 单胞结构
2.3.1 晶体类比点阵
2.3.2 拓扑优化点阵
2.3.3 仿生点阵
2.3.4 梯度点阵
2.3.5 局部优化点阵
2.4 支柱建造和服役角度
3 点阵结构制备缺陷及调控
3.1 表面粗糙度与尺寸精度
3.2 孔洞缺陷
4 点阵后处理
4.1 热等静压
4.2 喷砂处理
4.3 化学抛光
5 当前研究不足以及未来展望
5.1 复杂服役环境下的点阵结构设计
5.2 有限元仿真和机器学习协同推进点阵结构设计迭代
5.3 定制化力学性能与自适应力学响应
5.4 增材制造缺陷优化及后处理调控
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