Свойства и применения аддитивно произведённых металлических ячеистых материалов: обзор

Аддитивное производство (AM) означает совокупность методов изготовления, при которых материал добавляется послойно для формирования детали непосредственно в её окончательной или близкой к окончательной геометрии. Особенно металлическое AM получило широкое промышленное распространение и зрелость. Эта технология обеспечивает повышенную свободу проектирования инженерных материалов со сложной геометрией, среди которых архитектурные ячеистые или решётчатые структуры представляются особенно перспективными для широкого круга применений. Эти материалы сходны со стохастическими пенами, которые нашли многие промышленные применения за последние десятилетия, однако регулярные ячеистые структуры обладают более высоким уровнем контроля над создаваемой архитектурой, что стало возможным благодаря аддитивному производству. Эти архитектурные пористые материалы имеют свойства, которые можно тонко настраивать под конкретное применение (механические характеристики, проницаемость, тепловые свойства и т.д.). Контроль над проектированием и производством таких архитектурных структур по сравнению со стохастическими структурами открывает новые возможности применения и обеспечивает появление ряда новых продуктов и функций. Этот потенциал лишь начинает реализовываться по мере развития методов металлического AM, их роста внедрения в различные отрасли и совершенствования подходов design-for-AM. В обзорной статье суммируются уникальные свойства решётчатых структур, изготовленных методом AM, и то, как они были успешно использованы в конкретных приложениях до настоящего времени, а также выделяются различные области применения, представляющие потенциальный интерес в ближайшем будущем. В обзоре основное внимание уделено уникальным достижимым свойствам и соответствующим приложениям металлических решётчатых структур, изготовленных аддитивными методами.