麻省理工学院研究人员发现3D打印海螺结构抗冲击性能可达85%
麻省理工学院的研究人员研究发现了一种具备海螺壳的韧性的材料,通过模拟通常在壳中发现的交叉交叉的层,3D打印结构强度高达85%。 研究人员Grace Gu,Mahdi Takaffoli和McAfee Engineering Markus Buehler教授认为,该材料具有潜在的应用于身体护甲的应用。
题为“分级增强的生物复合材料的抗冲击性”的文章已经在Advanced Materials中发表。
麻省理工学院博士后学生Mahdi Takaffoli(左)和研究生Grace Gu(右),展示海螺壳和3D打印结构。
超强的韧性
该材料在没有压裂的情况下吸收和消除冲击能量。研究团队分析了海螺壳的特点,发现其卓越的韧性包含在交替晶粒层中。 根据本文,这种三层结构意味着裂缝和裂缝发现难以通过层次传播。
Stratasys机器上正在打印该材料
研究人员随后使用3D打印机打印此结构。 该团队在计算机上模拟了外壳结构,然后使用了Stratasys Objet 500 3D打印机来创建一种模拟海螺多层结构。
麻省理工学院的研究人员过去已经转向使用3D技术来展示石墨烯复杂的几何形状。
使用Drop Tower进行的冲击测试。
滴塔测试
为了评估3D打印海螺状材料的韧性,通过基材比较,研究人员使用了一个滴塔。 使用滴塔进行冲击试验,展示了多层材料能够以最小的裂缝或断裂消除能量的能力。 这些测试表明,在采用互锁螺纹的传统碳纤维布置下,海螺结构抗冲击性能好85%,优于70%。
加拿大麦吉尔大学的研究人员也通过3D拼接形状的ABS材料展示了骄人的成果。
海螺类似结构的测试(右)和基本材料配置(左)。
3D打印螺旋壳结构应用
麻省理工学院的研究人员认为,开发的材料有潜力创造先进的身体盔甲或头盔。特别是因为3D打印的使用可以与3D扫描的使用相吻合。因此,研究人员解释了创建个性化头盔或身体护甲的可能性,这对于使用者来说具有最佳的适应性,并且由于打印材料的海螺状层而具有先进的性能。
同样,美国足球设备制造商Riddell也宣布将使用3D扫描技术来创建定制的“精准飞行”头盔。据报道,3D扫描的使用希望通过减少头盔内的空气袋来改善配合和性能。
也许在未来,制造商可以并入麻省理工学院3D打印材料的海螺状结构。
(责任编辑:admin)