3D打印最令人印象深刻的特点之一是能够制造具有复杂内部晶格结构的零件，这在传统制造技术中是不可能的。

围绕晶格设计零件会减少其总质量，而不会显著影响其总强度。

01.什么是3D打印的晶格结构？

单地说，3D打印的晶格结构是连接节点的重复或不重复的3维集合。在其最简单的形式中，多个晶格节点通过梁相互连接。

在重复3维结构的情况下，梁和节点的集合采用规则和重复的3维形状，如立方体或四面体，这些形状通常被称为单元格。

这些单元的形状和密度将决定部件在施加载荷时的行为方式。

3D打印晶格结构通过仅在结构上需要的地方放置质量，使材料和打印机的独特功能得到最佳利用。

因此，整体项目比完全实心的项目要轻得多。这就是为什么晶格结构在自然界中非常普遍的原因之一。

02.晶格结构的好处

用于3D打印的晶格结构提供了广泛的好处。下面列出了一些最重要的问题。

1. 降低零件成本：

取决于材料，3D打印可能是一个昂贵的过程。在航空航天工业中常见的钛或铬镍铁合金材料尤其如此。晶格结构的引入意味着将使用更少的材料，从而在不牺牲结构完整性的情况下使零件整体更便宜。

2. 改进的强度重量比：

如果根据公认的DFAM（增材制造设计）原则进行设计，则具有晶格结构的零件可以具有无与伦比的强度重量比。

这使其成为汽车和航空航天应用（以及其他应用）的理想选择，在这些应用中，质量最小化至关重要。

3. 减震：

晶格结构在消散冲击和冲击载荷方面非常有效，因为单元结构有助于整个结构的弯曲和能量分配。

4. 增加表面积：

一些应用侧重于最大化表面积，而不是机械强度。例如，传热或化学反应可能是主要目标。晶格结构在这里很有用，因为它们为零件提供了更多的曲面，而不会增加其总体占地面积。

5. 骨整合：

这是指在医用植入物中创建晶格结构以促进骨生长的方法。由此产生的植入物与患者自身的骨骼结构形成更牢固的结合。

一般来说，3D打印的晶格结构允许工程师在降低整体零件质量的同时，突破材料科学的极限。

由于3D打印机的日益普及和材料成本的降低，晶格结构最近才开始从先进的航空航天应用转向更常见的消费品。

这种设计风格之所以能保持下去，仅仅是因为晶格非常高效。