本文摘要：胞元结构是增材生产的一个最重要的研究领域，就像建筑用的空心砖，胞元的应用于增加了材料的用于，有效地协助构建轻量化，而与此同时，如何确保依然符合力学性能的拒绝，则沦为建模界“才下眉头、却上心头”弥漫忘的无非事。

胞元结构是增材生产的一个最重要的研究领域，就像建筑用的空心砖，胞元的应用于增加了材料的用于，有效地协助构建轻量化，而与此同时，如何确保依然符合力学性能的拒绝，则沦为建模界“才下眉头、却上心头”弥漫忘的无非事。本期，小编和网友兹共享少见的几种结构，以及这些结构的应用于特点。四大少见结构蜂窝蜂窝结构是蜂巢的基本结构,是由一个个于是以六角形单房、房口全朝下或朝向一旁、背对背平面排序组合而成的一种结构。这种结构具有杰出的几何力学性能，因此在材料学科具备广泛应用。

蜜蜂的蜂窝结构十分精致、限于而且节省材料。蜂房由无数个大小完全相同的房孔构成，房孔都是于是以六角形，每个房孔都被其它房孔围困，两个房孔之间只隔着一堵蜡制的墙。令人吃惊的是，房孔的底既不是追的，也不是圆的，而是钝的。

这个底是由三个完全相同的菱形构成。有人测量过菱形的角度，两个钝角都是109°而两个锐角都是70°。

令人叫绝的是，世界上所有蜜蜂的蜂窝都是按照这个统一的角度和模式修建的。蜂房的结构引发了科学家们的很大兴趣。经过对蜂房的深入研究，科学家们惊讶地找到，邻接的房孔共用一堵墙和一个孔底，十分节省建筑材料；房孔是于是以六边形，蜜蜂的身体基本上是圆柱形，蜂在房孔内既会有多余的空间又不深感挤迫。蜂窝的结构给航天器设计师们相当大救赎，他们在研制时，使用了蜂窝结构：再行用金属制造成蜂窝，然后再行用两块金属板把它夹起来就出了蜂窝结构。

这种蜂窝结构强度很高，重量又较轻，还有益隔音和防水。因此，现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量使用蜂窝结构，卫星的外壳也完全全部是蜂窝结构。因此，这些航天器又总称为“蜂窝式航天器”。图：宝马i3撞击结构设计部分开孔泡沫含有泡孔绝大多数都是相互相连的泡沫塑料。

开孔结构的取得仅当符合下列条件：（1）每个球形或多边形泡孔必需最少有两个孔或两个毁坏面；（2）大多数泡孔棱必需为最少3个结构单元所共计。与紧孔泡沫相比较，开孔泡沫对水和湿气有更高的吸收能力，对气体和蒸汽有更高的渗透性，对冷或电有更加较低的绝缘性，还有更佳的吸取和阻尼声音的能力。对设计的影响方面，与蜂窝有所不同的是，开孔泡沫的设计更加合适用作性刺激环境下（形变、流动、热），这些是不能预测的。

作为吸取能量的“利器”，开孔泡沫合适用作简单结构。开孔泡沫材料之间的互联互通，也使得流体流到该结构更加流畅。图：金属泡沫材料的扫描电镜图像图：开孔泡沫单元在传输下的有限元仿真，考虑到了倾斜的主要变形模式紧孔泡沫紧孔泡沫的泡孔是由泡壁和泡棱围城的开口结构，结构原始，泡孔之间互相希望，彼此之间相连。

但在实际中，开孔结构和紧孔结构有可能同时不存在泡沫中经常出现，只是经常出现的几率有所不同而已。因此，根据泡沫中开孔结构和紧孔结构所占到比率，将紧孔结构约90%以上的泡沫定义为紧孔泡沫；反之则定义为开孔泡沫。泡孔结构对泡沫塑料的性能有根本性的影响，一般情况下，紧孔泡沫塑料的力学强度较高，热力学性和冲缓性都较优，吸水性小，而开孔泡沫塑料较坚硬，更加丰弹性，隔音性较好。

紧孔泡沫塑料除具备一般泡沫塑料特性外，还具备较低的导热性和吸水性。紧孔泡沫材料一般用于保温、绝缘、隔音、纸盒、飘浮、隔热以及结构材料等用途。

晶格晶格的外观十分类似于开孔泡沫，但有所不同的是，晶格成员的变形是剪切居多，而不是倾斜。晶格结构的材料特点是轻巧、高强度比和低特定刚性。并且带给各种热力学特征，晶格结构的超轻型结构合适用在抗冲击/发生爆炸系统、或者当作风扇介质、声振、微波吸取结构和驱动系统中。波音公司就将晶格结构的超轻3D打印机材料用作飞机墙面和地板等非机械部件。

这使得飞机重量大大减低，提升飞机的燃油效率。感激晶格结构的独有特性以及较低体积容量，晶格结构与功能部件的设计融合已被证明是增材生产充分发挥潜力的优势领域。ThalesAleniaSpace还打印机了含晶格的金属结构重量为1.7公斤，体积为134×28×500毫米。用作欧洲仅次于的卫星制造商ThalesAleniaSpace的卫星上。

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