3D 프린팅 격자 구조 마스터하기: 설계, 최적화, 생성

격자 구조의 복잡성 때문에 일반적인 CAD 도구로 이를 부품에 모델링하는 것은 비현실적입니다. 대부분의 경우 부품은 마치 솔리드인 것처럼 CAD에서 그려집니다. 그런 다음 부품이 설계되면(DFAM 원칙을 염두에 두고) 모델을 다른 소프트웨어 패키지로 가져와 격자 구조를 생성합니다. 이 목적의 더 일반적인 프로그램으로는 Netfabb나 nTopology가 있습니다.

3D 프린팅 격자 구조를 생성하는 또 다른 방법은 생성 설계(generative design)입니다. 이 경우 부품의 연결점, 질량 제한, 예상 하중이 정의됩니다. 알고리즘이 요구사항을 충족하는 수백 개의 솔루션을 생성합니다. 거기서 가장 최적의 격자 셀 구조와 셀 밀도를 솔루션 중에서 선택하거나 추가 반복을 통해 생성할 수 있습니다. 격자 구조를 만들 때는 최종 부품의 전반적 기능에 영향을 미칠 요소를 이해하는 것이 중요합니다. 이러한 요소들은 아래에 나열되어 있습니다:

• 격자 소재: 금속 3D 프린팅 시 격자는 종종 전체 부품과 같은 소재입니다. 그러나 유연한 격자가 필요하면 다중 소재 부품을 고려할 수 있습니다. 일부 제품은 격자에는 부드러운 유연한 소재를, 격자를 보호하는 쉘에는 더 탄력 있는 소재를 사용합니다. 일반적인 예가 러닝화 밑창입니다.
• 격자 구조: 가장 기본적인 3D 프린팅 격자 구조는 전체 부품 전체에 반복되고 균일한 패턴을 가집니다. 그러나 더 진보된 방법은 추가 강도가 필요한 영역에서 셀과 빔 구조를 더 조밀하게 하고, 하중이 덜한 영역에서는 격자를 덜 조밀하게 유지하도록 셀과 빔 구조를 변화시킵니다. 개별 셀의 모양도 부품 성능에 상당한 영향을 미치는데, 서로 다른 구조가 서로 다른 기계적 특성을 가지기 때문입니다.
• 셀 방향: 3D 프린팅 격자 구조에서 개별 셀의 방향은 출력 복잡성에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 셀을 출력 공정 자체에서 서포트 구조 없이 스스로 지탱할 수 있도록 방향을 잡는 것이 모범 사례입니다. 수백 개의 작은 셀에서 서포트를 제거하려 시도하는 것은 권장되지 않습니다.