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【中國智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】日前，麻省理工學(xué)院的研究人員研究發(fā)現(xiàn)了一種具備海螺殼的韌性的材料，3D打印結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高達(dá)85%，有潛力創(chuàng)造先進(jìn)的身體盔甲或頭盔。因為3D打印的使用可以與3D掃描的使用相吻合。因此這對于使用者來說具有佳的適應(yīng)性，并且由于打印材料的海螺狀層而具有先進(jìn)的性能。
麻省理工學(xué)院的研究人員研究發(fā)現(xiàn)了一種具備海螺殼的韌性的材料，通過模擬通常在殼中發(fā)現(xiàn)的交叉的層，3D打印結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高達(dá)85%。 研究人員Grace Gu，Mahdi Takaffoli和McAfee Engineering Markus Buehler教授認(rèn)為，該材料具有潛在的應(yīng)用于身體護(hù)甲的應(yīng)用。
題為“分級增強(qiáng)的生物復(fù)合材料的抗沖擊性”的文章已經(jīng)在Advanced Materials中發(fā)表。
超強(qiáng)的韌性
該材料在沒有壓裂的情況下吸收和消除沖擊能量。研究團(tuán)隊分析了海螺殼的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其的韌性包含在交替晶粒層中。 根據(jù)本文，這種三層結(jié)構(gòu)意味著裂縫和裂縫發(fā)現(xiàn)難以通過層次傳播。
研究人員隨后使用3D打印機(jī)打印此結(jié)構(gòu)。 該團(tuán)隊在計算機(jī)上模擬了外殼結(jié)構(gòu)，然后使用了Stratasys Objet 500 3D打印機(jī)來創(chuàng)建一種模擬海螺多層結(jié)構(gòu)。
麻省理工學(xué)院的研究人員過去已經(jīng)轉(zhuǎn)向使用3D技術(shù)來展示石墨烯復(fù)雜的幾何形狀。
滴塔測試
為了評估3D打印海螺狀材料的韌性，通過基材比較，研究人員使用了一個滴塔。 使用滴塔進(jìn)行沖擊試驗，展示了多層材料能夠以小的裂縫或斷裂消除能量的能力。 這些測試表明，在采用互鎖螺紋的傳統(tǒng)碳纖維布置下，海螺結(jié)構(gòu)抗沖擊性能好85%，優(yōu)于70%。
加拿大麥吉爾大學(xué)的研究人員也通過3D拼接形狀的ABS材料展示了驕人的成果。
3D打印螺旋殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用
麻省理工學(xué)院的研究人員認(rèn)為，開發(fā)的材料有潛力創(chuàng)造先進(jìn)的身體盔甲或頭盔。特別是因為3D打印的使用可以與3D掃描的使用相吻合。因此，研究人員解釋了創(chuàng)建個性化頭盔或身體護(hù)甲的可能性，這對于使用者來說具有佳的適應(yīng)性，并且由于打印材料的海螺狀層而具有先進(jìn)的性能。
同樣，美國足球設(shè)備制造商Riddell也宣布將使用3D掃描技術(shù)來創(chuàng)建定制的“飛行”頭盔。據(jù)報道，3D掃描的使用希望通過減少頭盔內(nèi)的空氣袋來改善配合和性能。
也許在未來，制造商可以并入麻省理工學(xué)院3D打印材料的海螺狀結(jié)構(gòu)。
(原標(biāo)題：麻省理工學(xué)院研究人員發(fā)現(xiàn)3D打印海螺結(jié)構(gòu)抗沖擊性能可達(dá)85%)
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