一种3D打印晶格及其回弹缓冲吸能点阵结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种3D打印晶格及其回弹缓冲吸能点阵结构，所述晶格结构设置于一个虚拟长方体中，第一节点和第二节点分别设置在虚拟长方体顶面和底面；第三节点分别设置在虚拟长方体四周棱边上，第四节点设置在前后或左右两个面的上半部，第七节点设置在左右或前后两个面的下半部，第一晶格梁连接第二节点和第三节点，四个第五节点分别设置在第一晶格梁正上方，第一节点通过晶格梁连接第五节点和第四节点，第四节点通过晶格梁连接较近的第三节点，第七节点通过晶格梁连接较近的第三节点和第六节点。与现有技术相比，通过特殊的结构连接，形成中部镂空构造，并通过节点和晶格梁之间的相互作用，提高了点阵结构的缓冲吸能能力。提高了点阵结构的缓冲吸能能力。提高了点阵结构的缓冲吸能能力。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印晶格及其回弹缓冲吸能点阵结构


[0001]本技术涉及晶格结构领域，更具体地，涉及一种3D打印晶格及其回弹缓冲吸能点阵结构

技术介绍

[0002]近年，3D打印技术发展异常迅猛，使用3D打印技术制造的产品也涉及各行各业。同时，随着3D打印技术的日益精进，人们对3D打印制作的产品要求也逐渐提高。在很多民用领域，人们在注重产品美观的同时，也对产品的缓冲减震以及能量吸收性能提出了更高的要求，如安全头盔、自行车坐垫以及各类运动鞋的鞋底等。
[0003]安全头盔可以在高空坠物以及人类撞击状态下保护其头部，使其在冲击载荷下降低对大脑的损伤，所以必须具有良好的能量吸收性能。安全头盔最重要的内部部件为能量消散元件，头部在遭受到外部撞击时，能量消散元件可以吸收大部分外界冲击能量，从而起到保护头部的作用。
[0004]3D打印技术能很好的解决传统工艺存在的痛点，其一体成型的制作方式使得其在个人定制产品上拥有独特的优势，从产品设计到产品制作可以做到无缝连接，极大提高了产品对使用者的契合度。另外，通过3D打印技术能够很好地制造出点阵结构产品，在满足产品所需功能的同时可以实现轻量化；点阵结构由内部多个晶格单元组成，并通过不同的晶格单元结构来实现不同的力学性能效果，从而满足不同产品的需求。虽然现在能够通过3D打印的方式来很好的形成晶格并组成点阵结构来构建产品，但是现有的晶格单元及组成的点阵结构在吸收能量和缓冲效果上依然存在一定的不足。

技术实现思路

[0005]本技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种3D打印晶格及其回弹缓冲吸能点阵结构，用于提供一种具有更好的缓冲效果的晶格及点阵结构。
[0006]本技术采取的技术方案是：
[0007]提供一种3D打印晶格结构，所述晶格结构设置于一个虚拟长方体中，所述虚拟长方体顶面和底面均为正方形，所述晶格结构包括设置于虚拟长方体顶面的第一节点和设置于虚拟长方体底面的第二节点；
[0008]所述晶格结构还包括四个分别设置于所述虚拟长方体四周四条棱上的第三节点；
[0009]所述晶格结构还包括两个分别设置于所述虚拟长方体左右两个面或前后两个面的第四节点，两个所述第四节点分别设置于其所在的虚拟长方体的面的上半部；
[0010]所述晶格结构还包括两个分别设置于所述虚拟长方体前后两个面或左右两个面的第七节点，两个所述第七节点分别设置于其所在的虚拟长方体的面的下半部；
[0011]所述第二节点分别和四个所述第三节点通过第一晶格梁连接，四条所述第一晶格梁上分别设置有第六节点；
[0012]所述晶格结构还包括四个第五节点，四个所述第五节点在竖直方向上进行投影，
形成的四个投影分别落于四条所述第一晶格梁上，每个所述第五节点的水平高度高于和其竖直投影所在的所述第一晶格梁上的第三节点的水平高度；
[0013]所述第一节点分别与四个所述第五节点、两个第四节点通过晶格梁连接，每个所述第四节点分别与和其在所述虚拟长方体同一面上的两个第三节点通过晶格梁连接；
[0014]每个所述第七节点分别与和其在所述虚拟长方体同一面上的两个第三节点通过晶格梁连接，每个所述第七节点分别与第二节点通过晶格梁连接；
[0015]每个所述第五节点还分别与和其竖直投影所在的所述第一晶格梁上的第三节点和第六节点通过晶格梁连接。
[0016]通过晶格中的节点与晶格梁组合形成晶格结构，其中晶格结构的中部形成镂空，第五节点、第四节点、第七节点和第六节点使晶格结构的上半部具有一定的形变能力，第一节点、第二节点和第三节点作为基础支撑节点，与其连接的晶格梁共同作用，使晶格结构从各个方向上收到力的作用时，以第五节点、第四节点和第七节点产生形变，以第六节点产生偏向。其特殊的构成结构能让晶格在受到冲击时，产生偏向力，使晶格的倾斜，从而达到缓冲的效果。
[0017]进一步的，所述第一节点设置于所述虚拟长方体顶面的中心，所述第二节点设置于所述虚拟长方体底面的中心。
[0018]进一步的，四个所述第三节点均设置于其所在所述虚拟长方体的棱的中点。
[0019]进一步的，每个所述第四节点在所述虚拟长方体底面的正投影均位于所述虚拟长方体底面正方形边的中点。
[0020]进一步的，每个所述第七节点在所述虚拟长方体底面的正投影均位于所述虚拟长方体底面正方形边的中点。
[0021]进一步的，四个所述第六节点和两个所述第七节点处于同一水平面上。
[0022]进一步的，两个所述第四节点处于同一水平面上。
[0023]进一步的，四个所述第五节点处于同一水平面上。
[0024]进一步的，四个所述第五节点的水平高度均低于两个所述第四节点的水平高度，四个所述第五节点的水平高度均高于四个所述第三节点的水平高度。
[0025]本技术还提供一种3D打印回弹缓冲吸能点阵结构，所述点阵结构由上述所述的一种3D打印晶格结构组成，所述点阵结构由若干所述晶格结构连接组合而成；
[0026]水平方向上，任意两个晶格结构通过共用两个所述第三节点和与该第三节点处于虚拟长方体同一面的第四节点实现连接，或通过共用两个所述第三节点和与该第三节点处于虚拟长方体同一面的第七节点实现连接；
[0027]竖直方向上，位于上部得到晶格结构的第二节点与位于下部的晶格结构的第一节点连接。
[0028]将晶格结构进行连接组成点阵结构，并通过节点进行连接，使整个点阵结构都能够具有很好的缓冲吸能的效果。
[0029]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0030]1.本技术采用了特殊的晶格连接结构，形成了中部镂空构造，并以第五节点、第四节点和第七节点为中心，使与其连接的晶格梁在其基础上一同产生形变，并以第六节点为中心，使与其连接的晶格梁在其基础上容易产生偏移，使力被偏置，并形成一个力的缓
冲区，能够具有很好的吸能缓冲效果；
[0031]2.本技术采用了该晶格结构的点阵结构，并通过支撑的节点在水平方向和竖直方向上进行连接，使整体具有更好的吸能缓冲效果。
附图说明
[0032]图1为本技术的晶格结构的结构图。
[0033]图2为本技术的点阵结构的结构图。
[0034]图3为本技术的点阵结构的俯视图。
[0035]图4为本技术的点阵结构的主视图。
[0036]图5为本技术的点阵结构压缩实验有限元模拟图。
[0037]图6为普通晶格结构的结构图。
[0038]图7为本技术的点阵结构与普通晶格点阵结构压缩实验应力应变曲线对比图。
[0039]附图标注：第一节点1，第二节点2，第三节点3，第四节点4，第五节点5，第六节点6，第七节点7，第一晶格梁8。
具体实施方式
[0040]本技术附图仅用于示例性说明，不能理解为对本技术的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印晶格结构，其特征在于，所述晶格结构设置于一个虚拟长方体中，所述虚拟长方体顶面和底面均为正方形，所述晶格结构包括设置于虚拟长方体顶面的第一节点和设置于虚拟长方体底面的第二节点；所述晶格结构还包括四个分别设置于所述虚拟长方体四周四条棱上的第三节点；所述晶格结构还包括两个分别设置于所述虚拟长方体左右两个面或前后两个面的第四节点，两个所述第四节点分别设置于其所在的虚拟长方体的面的上半部；所述晶格结构还包括两个分别设置于所述虚拟长方体前后两个面或左右两个面的第七节点，两个所述第七节点分别设置于其所在的虚拟长方体的面的下半部；所述第二节点分别和四个所述第三节点通过第一晶格梁连接，四条所述第一晶格梁上分别设置有第六节点；所述晶格结构还包括四个第五节点，四个所述第五节点在竖直方向上进行投影，形成的四个投影分别落于四条所述第一晶格梁上，每个所述第五节点的水平高度高于和其竖直投影所在的所述第一晶格梁上的第三节点的水平高度；所述第一节点分别与四个所述第五节点、两个第四节点通过晶格梁连接，每个所述第四节点分别与和其在所述虚拟长方体同一面上的两个第三节点通过晶格梁连接；每个所述第七节点分别与和其在所述虚拟长方体同一面上的两个第三节点通过晶格梁连接，每个所述第七节点分别与第二节点通过晶格梁连接；每个所述第五节点还分别与和其竖直投影所在的所述第一晶格梁上的第三节点和第六节点通过晶格梁连接。2.根据权利要求1所述的一种3D打印晶格结构，其特征在于，所述第一节点设置于所述虚拟长方体顶面的中心，所述第二节点设置于所述虚拟长方体底面的中心。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：石醒豪，陈建军，陈孙松，
申请(专利权)人：广东云兔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：