توسعه ساختار شبکه ای گرادیانی جدید بر اساس سلول واحد بیضوی برای ساخت افزایشی و بررسی خواص آن

امروزه استفاده از تکنولوژی پیشرفته ساخت افزودنی، امکان ایجاد ساختارهایی با هندسه ی پیچیده و با هزینه ی کم را ممکن ساخته است. در این پژوهش با الهام از بافت متخلخل چوب ساختار شبکه ای گرادیانی بر اساس سلول واحد بیضی، طراحی شده است. با تغییر تدریجی ابعاد سلول واحد بر حسب نسبت ابعادی مختلف و تکرار آن در دو راستای عمود برهم لایه ها و با چینش خطی آنها، ساختارهای شبکه ای گرادیانی پدید آمده است که قابلیت گرادیانی کردن خواص را در تمام نقاط سازه دارد. ویژگی های هندسی نمونه ها با دقت بسیار خوبی بر اساس روابط تحلیلی برآورد شده است خواص مکانیکی از شبیه سازی سلول های واحد، لایه ها و سازه ها در دو جهت عمود برهم در نرم افزار Abaqus بدست آمده اند. به منظور صحت سنجی نتایج، نمونه ی پلیمری با استفاده از روش DLP ساخته و تحت آزمایش فشار قرارگرفته است. نسبت مدول الاستیک در راستای عرضی به محوری در ساختار یکنواخت برابر 5 و این نسبت با کاهش نسبت تغییرات راستای محوری از 1 به 75/0، 8/8 خواهد بود. همچنین با مقایسه ی سازه های گرادیانی نسبت به یکنواخت، با کاهش 3/0 و 2 درصدی تخلخل با تغییر یکی از ضرایب ابعادی عرضی یا طولی به 75/0، مدول الاستیک به ترتیب 6/2 و 77/2 برابر خواهد شد. این طراحی امکان ایجاد قطعاتی سبک با خواص هندسی و مکانیکی سفارشی شده براساس اولویت های طراحی و قیود هندسی، با انتخاب ضرایب هندسی مناسب را فراهم می آورد که می تواند در تولید ایمپلنت های پزشکی مورد استفاده قرار گیرد.