Frontier l 美国LLNL实验室探索3D打印晶格结构的特点
在我们生活的世界中充满了各种人造的或天然的蜂窝状的晶格结构。例如，网格状的桁架桥、蜂巢状的建筑，还有多孔的骨骼组织。具有晶格结构的材料由于在热、电和光学性能方面具有的优势，以及作为潜在的轻量化材料而受到人们关注。
传统的晶格结构材料设计主要依靠对材料化学成分或微观结构尺度的控制，如晶粒尺寸分布等。随着增材制造技术（3D打印）的发展，人们得以用3D打印技术制造晶格结构。3D打印的晶格材料与传统晶格结构的材料相比具有哪些独特性？ 来自美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）等科研机构的科学家对3D打印晶格结构材料进行了相关研究。科研成果发表在Nature 出版集团的Scientific Report 杂志中。
可定制的晶格材料
在研究中，科学家使用冲击载荷方法研究了工程晶格结构的动态属性中材料的协同行为。研究的范围中有两种动态属性，其中一种是压缩属性，另一种是晶格结构的弹性属性。
试验样品材料具有两种不同的晶格结构，但是它们具有相同的密度。两种晶格结构都是通过微立体光刻3D打印技术逐层叠加制造的。
图片来源：Nature.com
a) Octet truss 结构，具有面心立方晶格结构；b)Kelvin cell结构，在相同压力和体积下无限相互作用的气泡状十四面体结构。
在加载了冲击之后，弹性和压缩行为表现出了快速的集体反应。时间分辨阶段的对比成像为应力波在晶格结构的传播打开一个全新的实时窗口。
通过微米级的3D打印技术科学家可以进一步的操控晶格结构，从而为这些材料带来介观尺度上的秩序性和周期性，超越传统方法的设计的晶格结构无序分布的材料。可见通过3D打印技术人们以实现晶格材料的定制化设计，特别是针对应用的具体需要，精确设计制造特殊的晶格材料。
LLNL实验室的论文题目为 “Dynamic Behavior of Engineered Lattice Materials” ， 发表在Scientific Report 杂志中。
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