توسعه ساختار شبكه اي گرادياني جديد بر اساس سلول واحد بيضوي براي ساخت افزايشي و بررسي خواص آن

امروزه استفاده از تكنولوژي پيشرفته ساخت افزودني، امكان ايجاد ساختارهايي با هندسه‌ي پيچيده و با هزينه‌ي كم را ممكن ساخته‌است. در اين پژوهش با الهام از بافت متخلخل چوب ساختار شبكه‌اي گرادياني بر اساس سلول‌واحد بيضي، طراحي شده‌است. با تغيير تدريجي ابعاد سلول‌واحد بر حسب نسبت ابعادي مختلف و تكرار آن در دو راستاي عمود برهم لايه‌ها و با چينش خطي آنها، ساختارهاي شبكه‌اي گرادياني پديد آمده‌است كه قابليت گرادياني كردن خواص را در تمام نقاط سازه دارد. ويژگي‌هاي هندسي نمونه‌ها با دقت بسيار خوبي بر اساس روابط تحليلي برآورد شده‌است خواص مكانيكي از شبيه‌سازي سلول‌هاي‌واحد، لايه‌ها و سازه‌ها در دو جهت عمود برهم در نرم‌افزار آباكوس بدست‌آمده‌اند. به‌منظور صحت‌سنجي نتايج، نمونه‌ي پليمري با استفاده از روش پردازش نوري ديجيتال ساخته و تحت آزمايش فشار قرارگرفته‌است. نسبت مدول الاستيك در راستاي عرضي به محوري در ساختار يكنواخت برابر 5 و اين نسبت با كاهش نسبت تغييرات راستاي محوري از 1 به0/75، 8/8 خواهد بود. همچنين با مقايسه‌ي سازه‌هاي گرادياني نسبت به يكنواخت، با كاهش 0/3 و 2 درصدي تخلخل با تغيير يكي از ضرايب ابعادي عرضي يا طولي به 0/75، مدول الاستيك به ترتيب 2/6 و 2/77 برابر خواهد‌‌ شد. اين طراحي امكان ايجاد قطعاتي سبك با خواص هندسي و مكانيكي سفارشي‌شده براساس اولويت‌هاي طراحي و قيود هندسي، با انتخاب ضرايب هندسي مناسب را فراهم مي‌آورد كه مي‌تواند در توليد ايمپلنت‌هاي پزشكي مورد استفاده قرار گيرد.