Zhang 他们之前用 SLA 技术成功做出了铝的 TPMS 结构，还研究了它的断裂行为和模式。但是呢，到现在为止，还没有人报道过用 DLP 技术做出氧化锆的 TPMS 结构。在这部分内容里，我们用自上而下的 DLP 技术，成功做出了四种 TPMS 结构，分别是 p - cell、gyroid、IWP 和 s14，用的是市场上能买到的高质量氧化锆（3Y - TZP）UV 浆料。这里还给出了 TMPS 模型的图，以及烧结后的 TPMS 样品的示意图。一般来说，不管是用聚合物还是金属材料做出的 TPMS 结构性能怎么样，那些研究者大多把注意力放在 Gibson - Ashby 模型预测的 TPMS 变形机理上，或多或少都忽略了关于适用性的讨论。在这部分内容里，我们通过实验研究了氧化锆 TPMS 结构的力学性能，像抗压强度、弹性模量、能量吸收和变形机理这些，还和 Gibson - Ashby 模型预测的结果做了比较，并且把陶瓷 TPMS 结构的实验数据记录下来了。

氧化锆浆料的配制在第二章已经详细说过了。打印机的层厚是 50μm，打印机最小的投影点面积是 50μm×50μm。做了四个不同的结构，就是前面说的那四种。打印完之后，把它们放在马弗炉里烧结到 1550°C。所有样品都是做完马上就烧结，这样能避免陶瓷机械性能出现变化。陶瓷的机械性能很大程度上取决于施加的应变速率、材料类型和烧结条件。在这次研究中，我们只在 DLP 构建的方向上施加机械载荷，压缩加载的速率是 0.2mm/min，这算是准静态实验。对样品进行压缩测试，一直到它坍塌。每个压缩测试结果，每个样品都测试了五次以上。

有四种典型的TPMS结构，它们不同晶胞的设计密度和实际密度做了比较。和用 SLM 方法做出的金属 TPMS 结构的报道结果不一样，那些金属结构相对密度的偏差特别小，而我们研究的所有陶瓷 TPMS 结构，实际密度都比设计密度高很多。大多数情况下，实际密度大概是设计密度的两倍。这是因为在打印的时候光会散射。而且也没有明显的规律能把偏差和改变后的晶胞编号联系起来。为了更好地了解陶瓷 DLP 打印里的散射现象，我们用扫描电镜（SEM）仔细查看了打印后的 TPMS 结构。有意思的是，在这四个结构里，TPMS 结构实际的壁厚是 0.2 毫米，但是原来设计的壁厚是 0.1 毫米。实际壁厚是设计值的两倍，这说明氧化锆浆料在打印的时候光散射很严重。单个自由边缘的散射大概可以定义为 0.05 毫米。和之前报道的过度生长行为不一样，之前那种过度生长会受到曝光强度、时间或者边长的影响，我们发现这种由光散射引起的过度生长只影响垂直于表面的绝对几何尺寸和自由边缘，不会随着边长变化。考虑到氧化锆的高折射率，还有这次研究里实现的高固相含量（50vol％），这里说的光散射引起的过度生长其实还算低的，这可能是因为低粘度和更好的颗粒分散性，所以对这种过度生长的控制还不错。

DLP 方法是根据 DMD 芯片开发的，每个投影像素原来的形状是正方形，大小是 50μm×50μm，所以这个方法没办法在任何曲面上实现平滑路径。我们还想看看得到的过度增长是不是和设计的特征尺寸有关系。所以又打印了两个 p 单元结构，壁厚分别是 120μm 和 150μm。这样壁厚就不是 50μm 的整数倍了。有意思的是，每个自由边的过度增长还是 50μm。所以可以证明，我们的结果就是每个自由边缘的过度增长引起的尺寸误差是 50μm。对于研究的这些结构来说，这种过度生长就是让实际密度增加一倍的关键原因。当外壳厚度设计为 0.1mm 的时候，合理的密度偏差大概是 100％。在密度偏差方面，gyroid 结构好像表现得更好，这可能和它特殊的结构特征有关系，它的局部壁是弧形的，是由几个方形光斑拟合出来的，所以对于分辨率是 50 微米的机器来说，这次研究的设计特征太小了，没办法得到完美的仿真效果。