普渡大學科學家使用3D打印開發能量吸取材料

近日，美國普渡大學Purdue大學的研究人員聯手與通用汽車公司已研製出一種新型的3D打印能量吸取材料。這種材料可用於從地震建築物到更安全的橄欖球頭盔，以及許多其餘應用。

    許多年來，三維印刷技術已被用於開發材料具備複雜的內部結構，和使用其餘手段來製造沒法實現這些材料。例如，迷你網格結構三維印刷，高度靈活，重量輕，在航空和汽車工程很是有用的。波音公司是利用3D打印技術，實現精確的設計，並經過幾家公司與材料的結構複雜的一個，這架飛機制造商最近展現了其所謂的世界上最輕的金屬，微型電網3D打印材料。

    普渡大學和通用汽車公司的3D打印材料，在功能上與波音公司的微型電網相似的發展，但其獨特的蜂窩狀結構，使得這種材料具備極高的能量吸取能力。理論上，這樣的蜂窩結構體能夠縮放到任何尺寸，它有很是普遍的潛在用途。例如，這種相轉化多孔材料PXCMs小尺寸，可用於頭盔的製造，以提供更大的減震和最小化頭部受傷;這是一個大的結構，可用於建築外牆，遏制大地震的破壞性影響。

這種材料的主要優勢是，它能夠只吸取能量，並且還與其餘PXCMs材料不一樣的是，它可重複使用，由於它不產生不可逆的變形。 Lyles土木工程，美國普渡大學副教授巴勃羅Zavattieri說。

雖然研究代表，PXCMs這種3D打印可用於各類用途，但科學家認可，這種材料來實現商業化還有不少工做要作。 PXCMs不一樣的尺度具備能量吸取能力容許工程師利用它在結構設計，使結構也有這個很是有用的功能。 Nilesh通用汽車全球研發中心智能材料與結構D組Mankame說，目前它在基礎材料研究領域，有很大的發展前景，但如今還不能用於商業用途。

PXCMs三維結構，其中包括印刷來來回回能夠收縮的擴展。 它有兩個穩定位置或狀態。 Zavattieri說。 當我把它時，它會移動到其餘位置。若是要撤銷這股力量，這種結構將回到原來的位置，這一機制被認爲是亞穩態或雙穩態的，而後你能夠有不少類似的結構結合起來靈活地設計成知足特定的要求。

研究人員對這種柔性材料信心的前景。 這樣的行爲的由單位能量耗散能力與基底材料的固有能量的機械結構耗散能量疊加。 Mankame說，有不少新的材料，如鋁，鎂和纖維加強複合材料，須要更多的內部耗能行業，如交通運輸，軍事和建築行業中扮演着愈來愈重要的做用，反而會PXCMs材料結構結合，例如基礎材料可提升其能量吸取能力。

此外，這種三維打印材料的蜂窩結構體也能夠調節，以適應各類不一樣的用途。研究人員認爲，立方體，四面體和五邊形等具備不一樣的能量吸取特性。 事實上，咱們證實了PXCMs具備能量耗散水平，這是用於更寬範圍的域的同傳統的金屬蜂窩狀結構體打開門，不管是製造高層建築用被動能量阻尼博士生大衛雷斯特雷波說，仍是用於人類的保護 qudream.cn。

研究人員將研究成果發表在總體上的極端力學快報九月雜誌，論文題目是相轉換多孔材料一期改造多孔材料。

來源:趨夢工廠 3D打印服務平臺