近日，由杨楠教授及其研究生宋毅帆、黄锦伦和陈跃涛共同完成的成果《Combinational design of heterogeneous lattices withhybrid region stiffness tuning for additive manufacturing》发表于期刊《Materials & Design》（中科院1区top期刊，IF=7.991）。

点阵结构在能源化工、航空航天、光学工程和生物医药中都有非常重要的应用价值，但规则的、匀质化的点阵结构已不再满足应用需求。所幸增材制造技术（AM）与计算机辅助设计技术（CAD）的结合，允许研究人员创造出有特殊功能而且结构复杂的点阵结构。但是，目前点阵结构杂交设计方法还有一定的局限性，在杂交区域内部常常会出现一些结构缺陷，使其在应用中失效。

在此，杨教授团队提出一个基于AM和CAD的复杂点阵结构的一般性设计制造框架，该方法擅于杂交多种不同类型和性能的点阵结构，在任意相邻子结构间自动产生过渡形态，并且根据用户意图来修复杂交区域的结构缺陷。该方法囊括子空间划分、子结构的旋转与填充、过渡结构生成、杂交区域的结构调节等多项任务于一身。通过3D打印、有限元分析和力学性能实验证实，该方法可以设计制造子结构数量任意、杂交方式任意的杂交结构，并且杂交区域的力学性能可以自由调节；这样可以保证在子结构各自独立性能不变的前提下，使整个杂交结构难于在杂交区域发生力学性能失效，或者可控地沿着某个设计好的界面进行目的性失效。

该方法可用于设计制造仿生组织工程多孔支架、轻质超硬结构、多级减振（吸能）材料、热交换材料、光学性能转换材料等。

本工作依托汕头大学工学院、教育部智能制造重点实验室，受到国家自然科学基金面上项目(11872046)、广东省自然科学基金项目(2021A1515010318)、汕头大学科研启动基金项目(NTF19012)、2020LKSF跨学科研究项目(2020LKSFG01D)的资助。

原文DOI：10.1016/j.matdes.2021.109955