机械工程学报

作者：纪小刚, 方创, 王炜

单位：1. 江南大学机械工程学院 无锡 214122;2. 江苏省食品先进制造装备技术重点试验室 无锡 214122

关键词：组织工程支架,逆向设计,柔弹性点阵结构,等效力学模型,DLP成形工艺；

基金：国家自然科学基金(52175234, 51105175)和江苏省“六大人才高峰”(JXQC-006)资助项目。

面向微小多功能支架结构定制设计与原型制造需求，开展了基于数字光处理(Digital light procession, DLP)快速成形工艺的柔弹性点阵支架逆向设计与制备研究。基于体心立方晶胞(Body center cubic, BCC)衍生设计一款簇新胞元，利用Timoshenko梁理论对该胞元结构建立力学模型，求解其等效弹性模量，聚焦分析胞元几何参数与力学模型之间的映射规律。以空间尺寸约束下的定弹性模量点阵支架设计为主线，采用逆向分析方法，寻找匹配精准的填充方案。配制新颖柔弹性光敏树脂为成形材料，选用DLP成形工艺，实现对应点阵支架结构的高精、高效制备。结合数值模拟和物理试验，着重探讨逆向设计的点阵支架弹性模量与拟定值的差异。结果表明，仿真和试验所得结果均与拟定值基本吻合，佐证了逆向设计方法的可靠性，可为后续组织工程皮肤支架的研制提供理论基础。

来源：2023年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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