自旋对称晶格结构

各向异性独立可调

在单一TPMS类型内，通过子结构自旋对称组合，无需改变体积分数即可独立调节弹性模量与各向异性，为按需设计力学性能提供直接途径。

杨楠 · 赵淼 · 魏华贤

Additive Manufacturing 2023

参数信息

各向异性比（2D）

1.02–2.03

各向异性比（3D）

1.07–2.15

弹性模量（2D）

200–300 MPa

技术优势

同构型即可调各向异性

无需组合多种TPMS类型，单一P型通过子结构旋转即可在各向同性与各向异性间切换。

模量范围宽

2D P型弹性模量可从约200 MPa调到300 MPa，满足不同刚度需求。

体积分数不变

子结构旋转不改变体积，因此调模量和各向异性时结构重量不变，利于轻量化设计。

应用场景

• 3D打印超材料：提供单一构型下独立调控模量与各向异性的设计文件，直接打印出目标性能结构
• 增材制造点阵结构：在保持体积分数不变的前提下调整弹性模量，不增加点阵重量
• 航空航天轻质结构：可在目标体积分数下实现所需刚度和各向异性，满足轻量化承载需求
• 力学超材料：在单一TPMS类型内实现各向异性与模量的定向调控，避免多类型混合
• 光子晶体结构：提供各向异性可调的介电结构，用于定向控制光子带隙