对于复合材料新手,从头开始学习复合材料打印有一定难度,最主要的是要了解Anisoprint打印所指的各向异性与了解其拓扑优化原理。Anisoprint的各向异性是指材料特性允许纤维在不同方向上被改变或规定成不同的方向,操纵纤维束以得到内部结构完全不同的零件,也可以简单理解为在不同方向观察到的特性差异。各向异性英文名为’anisotropy’——这也正是Anisoprint品牌名称的由来和标志性特征。各向同性材料在各个方向上有相同的强度,分配均匀;传统3D打印研究和使用的金属材料就属于此种。各向异性材料与各向同性材料相比,更加灵活,可以通过调整设计使得力学性能在所需方向上显著提高;复合材料就属于此种。沿纤维方向的受力强度一般可以达到10倍于横向面。

各向异性复合材料具有各向异性特性,其物理性质不像金属等传统材料那样容易预测。因此,物理性质的模拟预测对于复合材料的性能、成本设计和原型制作很重要。

拓扑优化(Topology Optimization)是一种根据给定的载荷需求、约束条件和性能指标,在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法。

Anisoprint拓扑优化使用已知的条件(载荷、温度范围、介质、影响等)通过多轮模拟打印件所需的在未来工作环境中表现情况,并在有限的时间和材料范围内实现模拟,无需多次打印观察参数,以节省实验成本。在各向异性复合材料中,拓扑优化主要侧重于纤维路径的优化:它们的整体形状、方向,和最重要的——它们承受载荷的角度。

由于打印时间限制,Anisoprint倾向于的拓扑优化形式是选择一些有限数量的变量去处理这些元素。Anisoprint的这种拓扑优化方法被证明是更加有效和更加科学的,广受设计师和工程师的好评。

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