3D打印的一大優勢是靈活性以及打印成本對產品的復雜性不敏感，這也是復雜的胞元結構成為3D打印領域的一大熱門研究方向的主要原因。就像建筑用的空心磚，胞元的應用減少了材料的使用，有效幫助實現輕量化，而與此同時，如何保證仍然滿足力學性能的要求，則成為建模界“才下眉頭、卻上心頭”縈繞不散的要緊事。本期，與網友一起來探求這些要緊事究竟是從何而來，因何而起的。

力學的事兒，結構大作為

1 連續建模

當你把材料均勻的分散在每個結構點上，你可能會覺得這些點陣上的材料特性也是一樣的。然而，忽略那些蜂窩結構中的連接支柱/節點部分的研究將帶來錯誤的建模或者是打印過程。那些各向異性是在建模過程中就需要考慮的因素，而諸如表面粗糙度、局部結構或尺寸公差這些問題在小于1毫米厚的連接部位變得尤為突出，與此同時對加工工藝的了解變得尤為重要，通常情況下相同的幾何形狀，在不同的工藝條件下產生明顯不同的結果。

圖：蜂窩結構壓縮下彈性應變不均勻的地方

圖：壓力顯示結構與胞元數有很強的相關性

3 接觸效應在壓力試驗中結構件頂部和底部的力學分布與位于結構件中間的可能是大不相同的，通過調整胞元的設計可以達到更好的力學壓力分配。

圖：壓力分配情況

4 宏觀結構的影響不僅僅微觀分布對宏觀結構的力學性能帶來影響，另一方面，宏觀結構也會對微觀結構帶來影響，包括非常高的縱橫比，在宏觀變形包括宏觀層面上引起的彎曲通常帶來胞元的力學性能的變化。

5 尺寸公差的影響

圖：0.004″的尺寸公差帶來7%的厚度錯誤

6 細觀結構的影響

增材制造的分層打印特性引入了一系列的挑戰，拿激光粉末床融化過程舉例，懸垂面與水平面的角度往往帶來不同程度的表面情況，體現在蜂窩結構中，可能導致在不同的打印方向上的不同厚度結果。

圖：打印方向影響的打印結果

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