近日，英國倫敦布魯內(nèi)爾大學的Eujin Pei和Giselle Loh討論了如何控制材料特性和材料行為來支持功能的集成。

Eujin Pei和Giselle Loh合作開發(fā)功能分級添加劑制造（FGAM）

3D打印通常用作生產(chǎn)具有幾何自由度的部件，并使操作員能夠完全控制生產(chǎn)過程鏈。

我們預測，在未來五年，功能分級添加劑制造（FGAM）的前景將使我們能夠?qū)Ｗ⒂谝圆牧蠟橹行牡闹圃欤怀鲲@示結構-性質(zhì)關系

該方法的特征在于同時合成和致密化三維物體，所述三維物體由預定組織的沉積材料驅(qū)動，而不僅僅是其形狀和形式。

為什么功能分級添加劑制造重要？

FGAM是一種集成設計方法和一個模型化的技術框架，用于模擬、分析和制造組件，其特征在于組成和結構在體積上的逐漸變化，對應于多個不斷變化的功能約束。

FGAM部件從其屬性層次獲得其多功能狀態(tài)，可以通過映射性能要求并在整個3D空間中分配材料結構來實現(xiàn)。

FGAM建立了從輪廓建模（基于幾何和形狀）到材料性能（基于功能參數(shù)）建模的根本性轉變。FGAM的目標是制造基于性能的幾何組件，由其分級屬性和材料行為驅(qū)動，以支持功能的集成。

使用添加劑制造來改變微觀結構

使用FGAM可以實現(xiàn)諸如改變玻璃化轉變水平、密度、彈性和半透明度等性能。微結構相的差異有助于單一成分內(nèi)不同的材料性質(zhì)。

簡而言之，功能分級添加劑制造（FGAM）被定義為單個添加劑制造過程，其使用材料的漸變混合或控制材料的密度以在一個部件內(nèi)制造具有可變特性的自由形狀物體。

對于當前的計算機輔助設計（CAD），現(xiàn)有的局限性在于采用數(shù)字實體（編程、設計和仿真），可以準確描述材料的微尺度特性并生成刀具路徑進行制造。

用于AM技術的當前CAD工具仍然相當傳統(tǒng)，并且在這種文件格式中沒有考慮到重要的信息。

對于發(fā)展FGAM技術，需要一種全新的計算機輔助工程（CAE）分析方法，模擬和管理本地組成控制（LCC）的材料信息。

據(jù)悉，Eujin是Brunel Design的理學學士產(chǎn)品設計和理學士產(chǎn)品設計工程課程的項目總監(jiān)。他是特許工程師（CEng）和特許技術產(chǎn)品設計師（CTPD）。他在英國標準協(xié)會（BSI）主持了AMT/8，出版了添加劑制造國家標準。

Giselle Loh是倫敦布魯內(nèi)爾大學博士研究生。Giselle目前正在研究功能分級添加劑制造和4D打印。