文 献 综 述
1 引言
近年来随着增材制造的选择性激光熔融技术（SLM）技术的发展，金属三维点阵材料的收到了航空航天，生物医学等多个领域的关注。金属三维点阵材料区别于传统材料的最大特点就是具有千变万化的微结构和高孔隙率，这决定了金属三维点阵材料在实际应用中可以减轻重量，并且通过微结构对材料的性能进行调整[1]。金属三维点阵结构的设计类型主要有有BCC、FCC等拓扑结构设计，金字塔结构设计和结构拓扑优化设计。金属三维点阵的制造方法目前大多是采用增材制造中的选择性激光熔融技术。
2 设计
金属三维点阵的设计方法目前主要分为三种。FCC、BCC等拓扑结构的设计是在传统的铸造-组装制造方法的基础上产生的设计方法。这类结构是由结点和结点间连接杆件单元组成的按一定规则重复排列构成的空间桁架结构。金字塔结构也是传统制造方法的产物，但是不同于拓扑结构的重复排列，金字塔结构设计一般用作夹芯层，每一层夹芯层的上下必定覆有实体板，而根据夹芯层的层数，金字塔结构又分为一级金字塔结构、多级金字塔结构等。结构拓扑优化设计和以上两种最大的区别是不是定密度结构，而可以在空间结构上对密度进行分布。
2.1 拓扑结构设计
FCC、BCC等拓扑结构的设计是在传统的铸造-组装制造方法的基础上产生的设计方法。这类结构是由结点和结点间连接杆件单元组成的按一定规则重复排列构成的空间桁架结构。
如图2-1所示为BCC、FCC及其衍生拓扑结构类型，由图中可以看出，该种结构设计是由各个方向的支柱相互连接组成的。
图2-1 BCC、FCC及其衍生结构类型
Ushijima等人对BCC单胞的力学性能进行了理论计算，指出了单胞的宽高比越小，支柱的直径越大，则初始刚度，塑性破坏强度越大[2]。此外，单胞的力学性能还受到母材的材料性能、支柱的制备角度的影响[3]。
Rehme等对图2-1中所示的八种结构进行了抗压性能的分析比较，发现F2CCZ、F2BCCZ屈服强度-密度比最高，BCC、FCC最低。主要原因是F2CCZ、F2BCCZ多了与压缩加载方向相同的Z向支柱。因此拓扑结构的力学性能的方向性取决于内部支柱的方向[4]。
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