晶格结构 — CAE术语解说

晶格结构是由微小格子单元（单位晶胞）重复构成的多孔质结构。随着金属3D打印（AM）的普及，制造变得切实可行，作为追求轻量化与强度并行的拓扑优化输出，备受关注。

当体积填充率设定在30～50%时，重量能减至原来的一半以下，同时通过按载荷方向优化的杆件（支撑）有效传递力，效率很高。在航空航天轻量化支架和人工骨植入物等领域已有实际应用。

确实如此。如果逐一网格化晶格中的每根杆件，单元数会达到数千万。因此实际中采用均质化方法求取晶格的等效弹性常数，作用于宏观模型进行分析。nTop和Altair Inspire等软件中已内置此功能。

杆件表面粗糙度、未熔融粉末残留和制造方向导致的各向异性会造成FEM分析与实物性能的差异。AM材料的疲劳寿命有时甚至不足块体材料的一半，所以设计时需要采用更大的安全系数，或考虑HIP处理和喷丸强化等后处理。

CAE与AM的融合是当今最前沿的领域。如果感兴趣，建议从均质化方法开始学习。