這兩年,云耀深維金屬3D打印技術團隊跟制造業(yè)工程師聊天時,一個詞出現(xiàn)的頻率明顯越來越高——TPMS 曲面。
不用把它想得太學術,TPMS(Triply Periodic Minimal Surface)本質上就是一類既美又強的三維周期性最小曲面結構。它們輕、強、散熱好、力學響應均勻,還長得很“未來感”,所以從航空、醫(yī)療、散熱器到高端運動裝備,大家都開始往這類結構靠。
但這類結構要真做出來,尤其是金屬件,說實話一直是行業(yè)的痛點。
因為 TPMS 的幾何形態(tài)特別復雜,不是規(guī)則的平面,也不是簡單的蜂窩,而是一種連續(xù)變化的曲面網絡。傳統(tǒng)加工根本做不出來;常規(guī)金屬 3D 打印雖然能打,但會遇到幾點繞不開的問題:
曲面太細太密,精度不夠就糊成一塊
局部曲率大,容易塌、容易變形
表面粗糙控制不住,細胞級的結構被表面紋理影響性能
難以支撐,支撐又會破壞曲面,拆支撐還容易損傷結構
所以你會看到很多客戶圖紙上是漂亮的 TPMS,結果打出來“像但又不像”,完全不敢放到實際產品里。
那云耀深維怎么解決?
我們這邊最近接觸 TPMS 的需求確實越來越多,有做植入級微結構的,有做車規(guī)級散熱的,也有做材料實驗的。說白了,大家的訴求其實就一句話:
“TPMS 要原汁原味地被打印出來。”
而我們之所以敢接,是因為云耀深維的微米級金屬打印能力,天生就是為這類細密結構準備的。
從我們設備可以看到:
微米級高精度打印,精度可達到 ≥2µm
表面粗糙度可做到 Ra≥0.8µm
支撐最小傾角可至 10°,甚至可以部分結構免支撐打印
這些參數(shù)看起來枯燥,但對 TPMS 來說就是救命稻草。

① 細密結構不再糊成一坨
大多數(shù) TPMS 單元壁厚在幾十微米到幾百微米之間,普通 LPBF 打到后面精度撐不住,就會“糊”。
云耀深維的微米級激光和 5µm 層厚,能把曲面邊界打印得非常干凈,曲面細節(jié)完整保留。
② 曲面連續(xù)性更穩(wěn)定,不塌不翹曲
TPMS 的“連續(xù)曲面”特點要求打印過程中熱輸入要極穩(wěn),否則局部就翹。
我們的高頻采樣與實時參數(shù)調整,可以讓熱場控制得更溫柔,讓結構不變形。
③ 表面光順,性能不被粗糙度拉跨
TPMS 的力學與流體性能很依賴表面連續(xù)性,粗糙度太大就沒意義了。
微米級 Ra≥0.8µm 的表面,可以保證曲面性能接近理論值。
④ 難支撐甚至免支撐結構可直接成型
TPMS 經常出現(xiàn) 20°–40° 的曲面,對于普通設備,不加支撐會塌,加了支撐拆不掉。
微米級打印最小 10° 都能抗住,等于很多 TPMS 結構可以不加支撐或者少量支撐完成。
如果說普通金屬3D打印是“能把 TPMS 打出來”,
那微米級金屬3D打印就是“能把 TPMS 打得像你設計的那樣”。
它真正意義上讓 TPMS 曲面從“概念結構”,變成了“可落地的真實零件”。
現(xiàn)在我們已經給不少行業(yè)做過類似的金屬3D打印小批量測試件,從 316L 到銅合金再到航空級材料,都能成型。很多客戶第一次拿到件時都會說一句:“TPMS 終于不用再想象了,這次是真的。”
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TPMS曲面金屬3D打印需求
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