基于拓扑优化的三维打印轻量化单元建模

摘要

在不牺牲打印物体表面质量的前提下,通过微单元结构进行轻量化体填充成为降低3D打印成本的重要方法.提出了基于拓扑优化的体填充微单元结构轻量化建模方法,对填充单元施加一定的载荷,应用密度插值法中的固体各向同性材料惩罚(SIMP)模型进行拓扑优化,得到新的微单元结构.对优化后的微单元结构与微单元库中的常用微单元结构进行力学性能对比分析,结果显示,该建模方法所得的微单元结构不但可以满足结构力学要求,而且可节省3D打印成本.