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作者:方创;纪小刚;邓霖;王炜;
单位:江南大学机械工程学院;江苏省食品先进制造装备技术重点实验室;
摘要:面向微小多功能支架结构设计与原型制造需求,开展了基于数字光处理(Digital Light Processing, DLP)快速成形工艺的柔弹性点阵支架设计与制备研究。以胞元结构几何拓扑设计为主线,利用Timoshenko梁理论对胞元结构建立等效力学模型,得到预测能量吸收的数学模型,聚焦分析胞元几何尺寸和承载方向对其影响规律。配置新颖柔弹性光敏树脂为成形材料,选用DLP成形工艺,实现对应点阵结构的高精、高效制备。结合数值模拟和物理实验,着重探究了杆径、胞元边长、点阵层数对点阵结构吸能特性的影响。结果表明,该点阵结构面外压缩较面内压缩具有显著优越的吸能特性,且胞元边长越小,杆径越大,点阵层数越多,吸能特性越佳。理论分析、数值模拟和物理实验所得规律基本一致,可为后续皮肤组织工程支架的研制提供相关理论参考。
关键词:组织工程支架;;柔弹性点阵结构;;等效力学模型;;DLP成形工艺;;压缩吸能
基金资助:国家自然科学基金项目(52175234,51105175);; 江苏省“六大人才高峰”项目(JXQC-006)资助~~