TNO Investigates 3D Printing Materials Using Simulation

Marco Barink, Erica Coenen, TNO, Netherlands

由于材料制造和生产方式方面的限制，产品设计时难以利用三维打印材料中各向异性特性的优势。不过，増材制造为材料制造打开了一扇大门，工程师们可以将各种材料属性虚拟设计到一个单独的产品中去。荷兰应用科学研究院 (TNO) 的研究员们使用了多物理场仿真和多尺度建模来研究虚拟材料设计。

要开发一个程序以在三维打印结构中运用各向异性设计，研究员们使用了 COMSOL Multiphysics 研究单元细胞中的力学性能，控制各向异性纤维的材料属性与方向，并优化局部材料的分布，从而得到所需的总体属性。为了在较大范围内研究材料的设计，他们从单元细胞中提取了材料参数，用于原尺寸三维打印对象的模型，并在多种不同应用情况中将全耦合多尺度建模的方法成功地应用到几何与材料设计中。