视频：第三代点阵技术，快速创建3D打印高级点阵结构

点阵结构具有非常多的优点及应用场景，但其创建过程并不容易。近年来，随着3D打印技术的发展，点阵结构正在被航空航天、汽车、消费品等很多领域使用。

首先，点阵结构可以优化强度—重量比，将非关键区域的材料网格化，虽然整体的强度会有所降低，但不失为一种提高强度重量比的好方法，同时，点阵可以将外部载荷均匀分解，在实现减重的同时保证承载能力。

其次，点阵结构不仅重量轻，还具有超大的比表面积，这对于促进热交换和化学反应具有很大优势。独特的晶格结构显著增加了表面积，从而能够以更经济的方式实现更高的换热效率。事实上，这种效率增益可以在许多不同类型的热交换器应用中实现，这些具有大表面积的小特征结构在没有3D打印的情况下几乎是无法制造的。

第三，点阵结构可以通过更好地吸收冲击能量起到防护功能，基于此可以制造防护体育器材，也可以在在电子元件周围或内部使用晶格来保护免受外部动态环境的影响。

除此之外，点阵还具有理想的吸振和降噪功能。飞机、火箭在推进过程中产生的振动会使飞行器发送颠簸，也会增加对部件的磨损；高铁在运行时车体外的湍流边界层也会产生强烈的随机声学激励和振动，同时有巨大的气流冲击车身；此外，解决潜艇的结构振动和确保低躁隐蔽性，也是力学和声学领域具有重大意义的课题之一。点阵结构作为一种典型的周期结构，通过对具有频率禁带的点阵进行周期型设计，以调节其频率禁带的宽度、深度和频段位置，可以实现对结构的振动和噪声的有效控制，同时还能减少附加质量以及外界能源的供给。

一系列无源散热器晶格（来源：nTopology）

点阵胞元结构的形式众多，它们是点阵中的基本单元，常见的胞元结构有立方体、星形、八角形、六边形、菱形和四面体等。点阵胞元结构可以调整甚至混合使用以获得部件所需的效果，选择不同的结构会产生不同的效果，因此，为获得所需要的结构往往离不开仿真。同时，点阵结构的可以创建非常复杂的高级结构。

不同单元生成的点阵结构（来源：nTopology）

点阵结构的建立也需要具有专门的技术，因此还诞生了获得数亿美元融资的公司，如nTopology衍生式设计平台。该公司近日推出了其第三代点阵技术，使用户能够方便快捷地使用和更好的控制高级点阵的生成。

为了实现这一点，nTopology将点阵生成过程分为三个基本步骤：选择单元格、定义单元格和控制参数。通过掌握这些简单的步骤，用户可以更快、更直观的学习如何应用更高级的点阵。

△左右滑动查看更多，nTopology设计的高级点阵结构

新点阵技术的一个优点是显著提高了性能，特别是对于具有非常多单元数的晶格。例如，具有超过50000个单元格的点阵过去需要45-60秒（已经很快）才能生成，而现在只需1-2秒即可重建，这标志着性能提高了50倍。

新的晶格技术还配备了多项新功能，可进一步简化晶格设计和优化过程。新的变形工具允许用户应用场驱动设计技术来控制晶格单元，就像可以控制其厚度一样。将此功能与实时可视化相结合，使用户能够精确调整复杂形状并设计高级点阵结构。