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更坚固的3D打印材料问世!受人体骨骼启发使用寿命能延长100倍

2019年12月12日09:17 来源:cnBeta.COM

慧正资讯:康奈尔大学、普渡大学和凯斯西储大学的科学家们创造了一种新的3D打印材料,其设计灵感来自人体骨骼。研究小组说,骨骼和3D打印建筑有一些共同点。它们的内部都有柱和梁,并且决定了它们的使用寿命。

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研究小组表示,模拟人体骨骼如何处理一生的磨损,他们可以拿出3D打印的轻质材料。这种材料的使用寿命足够长,可以在建筑物,飞机和其他结构中更实际地使用。研究小组发现,通过模拟人体骨骼相关机制,人造材料的使用寿命可能会延长100倍。

科学家表示,骨头是一栋建筑,它的柱子承载着大部分的负载,并使用梁将这些柱子连接起来。骨的耐用性来自称为小梁的海绵状结构。这是相互连接的垂直板状支撑杆和水平杆状支撑杆的网络,它们充当圆柱和梁。小梁越密集,日常活动中骨骼的弹性就越大。

研究小组发现,在骨骼中,看似微不足道的水平支柱增加了骨骼的疲劳寿命。研究小组确定,水平支柱在人体骨骼中的作用可能比之前想象的更为重要,因此他们设计了具有类似于小梁结构的3D打印聚合物,可以使3D打印建筑更加坚固。测试显示,对这种3D打印聚合物施加荷载,证实了水平支柱越厚,聚合物承受荷载的时间越长。更厚的支柱并没有显著增加聚合物的质量,这使研究小组相信,这种设计将有助于制造更轻、更具弹性的材料。

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常用的3D打印材料有:

工程塑料指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。

PC材料,是真正的热塑性材料,具备工程塑料的所有特性。高强度,耐高温,抗冲击,抗弯曲,可以作为最终零部件使用,应用于交通工具及家电行业。

● PC-ISO材料,是一种通过医学卫生认证的热塑性材料,广泛应用于药品及医疗器械行业,可以用于手术模拟,颅骨修复,牙科等专业领域。

● PC-ABS材料,是一种应用最广泛的热塑性工程塑料,应用于汽车,家电及通信行业。光敏树脂即是UV树脂,由聚合物单体与预聚体组成,其中加有光(紫外光)引发剂(或称为光敏剂)。在一定波长的紫外光(250-300纳米)照射下立刻引起聚合反应完成固化。一般为液态,一般用于制作高强度、耐高温、防水等的材料。

光敏树脂即是UV树脂,由聚合物单体与预聚体组成,其中加有光(紫外光)引发剂(或称为光敏剂)。在一定波长的紫外光(250-300纳米)照射下立刻引起聚合反应完成固化。一般为液态,一般用于制作高强度、耐高温、防水等的材料。

● Somos 19120材料为粉红色材质,铸造专用材料。成型后直接代替精密铸造的蜡膜原型,避免开模具的风险,大大缩短周期。 拥有低留灰烬和高精度等特点。

● Somos 11122材料为半透明材质,类ABS材料。抛光后能做到近似透明的艺术效果。此种材料广泛用于医学研究、工艺品制作和工业设计等行业。

● Somos Next材料为白色材质,类PC新材料,材料韧性较好,精度和表面质量更佳,制作的部件拥有最先进的刚性和韧性结合。


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