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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 新聞】日前，加拿大麥吉爾大學(xué)的機(jī)械工程師團(tuán)隊(duì)正在模仿模仿gar魚(yú)的皮膚制作3D打印手套，以保護(hù)佩戴者免受針刺破，同時(shí)保持足夠的柔韌度以使其能夠充分運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)幾次不同的嘗試，工程小組發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)大的鎧甲是接近真正gar魚(yú)鱗的鎧甲。
蒙特利爾麥吉爾大學(xué)的機(jī)械工程師團(tuán)隊(duì)從動(dòng)物世界獲取靈感以發(fā)展新的3D打印鎧甲。乍看之下，海螺殼、魚(yú)鱗和蜘蛛絲與防彈背心、運(yùn)動(dòng)頭盔和防護(hù)手套無(wú)關(guān)。但根據(jù)麥吉爾工程師Francois Barthelat的說(shuō)法，在這些天然結(jié)構(gòu)中，其與3D打印保護(hù)設(shè)備的發(fā)展有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。
“自然一直在玩數(shù)百萬(wàn)年的游戲，”Barthelat說(shuō)道。無(wú)論是貝殼、鱗片還是蠶絲，動(dòng)物的天然“盾牌”對(duì)于抵抗洶涌的風(fēng)浪和掠食者鋒利的牙齒和爪子至關(guān)重要。“這真的是一個(gè)非常大的靈感庫(kù)，”他指出?，F(xiàn)在，Barthelat正在利用這些靈感探索制造人類盔甲的新框架。機(jī)械工程師注意到，可能性很大。
以鱷魚(yú)為例。位于路易斯安那州和德克薩斯州水域的光線魚(yú)類運(yùn)動(dòng)幾乎不可逾越。作為一種天然護(hù)甲的形式，比大多數(shù)魚(yú)鱗更加堅(jiān)固，加冕鱗片非常堅(jiān)硬，甚至不能刀切割。 “這感覺(jué)幾乎像牙齒，”Barthelat說(shuō)。
該團(tuán)隊(duì)的測(cè)試開(kāi)始于市場(chǎng)上的死魚(yú)和一根簡(jiǎn)單的針。McGill工程師初開(kāi)始嘗試使用條紋鱸魚(yú)，這是一種鱗片相對(duì)堅(jiān)固的普通魚(yú)類，然而立即被針刺破。“當(dāng)我們對(duì)gar魚(yú)做同樣的測(cè)試時(shí)，”Barthelat指出，“我們不能穿過(guò)皮膚。小針基本上會(huì)彎曲。即使是較大的鋼針也無(wú)法破壞gar魚(yú)的鱗片。”
令人印象深刻的是，Barthelat和他的同事們開(kāi)始模仿gar魚(yú)的皮膚。迄今為止，該團(tuán)隊(duì)一直致力于完善尺度復(fù)雜的布局：它們將塑料3D打印到橡膠墊上，然后調(diào)整尺寸、間距、形狀和厚度，以查看哪些版本佳。
經(jīng)過(guò)幾次不同的嘗試，工程小組發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)大的鎧甲是接近真正gar魚(yú)鱗的鎧甲。事實(shí)證明，規(guī)模越小，打破越難。重疊的鱗片與真實(shí)的魚(yú)鱗類似，通過(guò)更好的分布也顯示出相當(dāng)?shù)姆烙鶎?shí)力。
Barthelat和他的同事現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)陶瓷鱗片，然后將其粘貼到凱夫拉手套上，用于處理鋒利的物體。然而，凱夫拉爾手套不會(huì)使佩戴者：即使手套幾乎不可能用刀切割，針頭可以很容易地滑過(guò)凱夫拉手套的縫合線。這意味著從事清理公園或分類回收工作的工人的危險(xiǎn)，即使被忽視的針頭仍然可能造成工人相當(dāng)大的損傷。正如Barthelat解釋的那樣，“技術(shù)現(xiàn)在所能提供的好的東西還不能夠充分保護(hù)他們正在做的工作。”
接下來(lái)，Barthelat將會(huì)處理材料本身。他的目標(biāo)是終制造可以保護(hù)佩戴者免受針刺破的手套，同時(shí)保持足夠的柔韌度以使其能夠充分運(yùn)動(dòng)。工程中的當(dāng)前原型鑲嵌有尺寸為2毫米的激光切割氧化鋁標(biāo)尺，盡管Barthelat認(rèn)為更小的刻度對(duì)于手指關(guān)節(jié)周圍的區(qū)域是有用的。安大略省的Superior Glove公司已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的測(cè)試，取得了積極的成果。但Barthelat表示手套不符合標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。
雖然采用鱗片風(fēng)格的防護(hù)手套在工作中表現(xiàn)良好，但Barthelat認(rèn)為防彈背心的裝甲是一個(gè)不同的故事。即使如此，工程師設(shè)計(jì)的襯可以幫助防止刺傷，或者可以用來(lái)補(bǔ)充更加標(biāo)準(zhǔn)裝甲的脆弱地區(qū)。他說(shuō)：“如果我們能夠使用生物靈感來(lái)設(shè)計(jì)解決手套和手指的問(wèn)題，那么我們幾乎可以處理身體上的任何東西。”
(原標(biāo)題：麥吉爾大學(xué)工程師們使用3D打印制作不可穿透的“魚(yú)鱗”手套)
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