馬斯達爾研究所發(fā)現(xiàn)，自然啟發(fā)的3D打印陀螺復合
阿布扎比馬斯達爾科學和技術(shù)研究所的研究人員已經(jīng)展示了3D打印具有g(shù)yroid結(jié)構(gòu)的天然靈感復合材料的能力。研究人員使用Objet260 Connex 3D打印機來制作這些材料。
1970年由NASA科學家Alan Schoen發(fā)現(xiàn)，gyroids是無限連接三重周期的最小表面，不包含直線。它們可以在自然界中找到 - 例如在嵌段共聚物中，甚至已經(jīng)被用于3D打印的世界中，以制造出強大的材料。
今年1月份，麻省理工學院3D研究人員使用陀螺儀打印了超強石墨烯結(jié)構(gòu)，聲稱這些結(jié)構(gòu)可能比鋼強10倍。這項研究似乎激發(fā)了3D打印的gyroids的興趣，這個話題仍然是材料科學家非常感興趣的。
來自阿布扎比馬斯達爾科學和技術(shù)研究所的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)抓住了一個gyroid行動，用工業(yè)PolyJet 3D打印機3D打印一系列的螺旋狀復合結(jié)構(gòu)。
研究人員的連續(xù)螺旋體復合材料包括一個堅硬的皮膚或殼，擁抱一個軟的核心，基于gyroid的三重周期性最小表面（TPMS）。這些表面，組織工程研究人員特別感興趣的，將空間分為兩個或兩個以上糾纏迷宮節(jié)不包含包含空洞。
這意味著研究人員可以使用3D打印機將兩種單獨的材料交織成一種螺旋型復合材料。馬斯達爾科學家的希望是復合材料承擔兩種組成材料的積極機械性能，導致復合材料機械性能優(yōu)于兩者。
最近發(fā)表的一篇研究論文表明科學家已經(jīng)實現(xiàn)了他們的目標Masdar的研究人員使用Stratasys公司的Objet260 Connex 3D打印機，將他們所說的“一步式”工藝整合到自然形成的聚合物共連續(xù)多孔復合材料的直接3D打印中。他們選擇的材料？商業(yè)上可用的Stratasys PolyJet材料VeroWhite和TangoGray。
當研究人員Oraib Al-Ketan，Ahmad Soliman，Ayesha M. AlQubaisi和Rashid K. Abu Al-Rub三維打印一系列這些螺旋體復合材料（不同密度，不同比例的VeroWhite到TangoGray）使用兩個基地他們用壓縮設備對材料進行了測試，利用這些實驗的結(jié)果推導出材料的力學性能。掃描電子顯微鏡（SEM）被用來測量3D打印的質(zhì)量和表征測試樣品的斷裂行為。
在Advanced Engineering Materials上發(fā)表的研究結(jié)果證實了研究人員的假設：通過在3D打印之前改變蜂窩狀復合材料的組成，可以獲得一系列力學性能。也許最重要的是，將兩種3D打印材料組合在一起的過程導致韌性值遠高于通過單獨3D打印基材可以獲得的韌性值。
例如，由100％VeroWhite制成的結(jié)構(gòu)在10％應變下失效。然而，一些更易延展的復合材料在致密化或失效發(fā)生之前可能承受高達60％的應變。
這項研究可能會影響到工程界。據(jù)馬斯達爾研究人員介紹，3D打印研究表明，控制螺旋型多孔復合材料的空間組成是可能的，這意味著工程師將能夠優(yōu)化材料的物理屬性，對其進行微調(diào)以滿足特定的工程應用。
研究人員還指出，這種復合材料可以用VeroWhite和TangoGray以外的各種各樣的3D打印材料制成，這表明3D打印材料的各種組合可以為創(chuàng)建特定應用的功能復合材料帶來更大的設計自由度。
編譯自:3ders.org
1970年由NASA科學家Alan Schoen發(fā)現(xiàn)，gyroids是無限連接三重周期的最小表面，不包含直線。它們可以在自然界中找到 - 例如在嵌段共聚物中，甚至已經(jīng)被用于3D打印的世界中，以制造出強大的材料。
今年1月份，麻省理工學院3D研究人員使用陀螺儀打印了超強石墨烯結(jié)構(gòu)，聲稱這些結(jié)構(gòu)可能比鋼強10倍。這項研究似乎激發(fā)了3D打印的gyroids的興趣，這個話題仍然是材料科學家非常感興趣的。
研究人員的連續(xù)螺旋體復合材料包括一個堅硬的皮膚或殼，擁抱一個軟的核心，基于gyroid的三重周期性最小表面（TPMS）。這些表面，組織工程研究人員特別感興趣的，將空間分為兩個或兩個以上糾纏迷宮節(jié)不包含包含空洞。
這意味著研究人員可以使用3D打印機將兩種單獨的材料交織成一種螺旋型復合材料。馬斯達爾科學家的希望是復合材料承擔兩種組成材料的積極機械性能，導致復合材料機械性能優(yōu)于兩者。
最近發(fā)表的一篇研究論文表明科學家已經(jīng)實現(xiàn)了他們的目標Masdar的研究人員使用Stratasys公司的Objet260 Connex 3D打印機，將他們所說的“一步式”工藝整合到自然形成的聚合物共連續(xù)多孔復合材料的直接3D打印中。他們選擇的材料？商業(yè)上可用的Stratasys PolyJet材料VeroWhite和TangoGray。
在Advanced Engineering Materials上發(fā)表的研究結(jié)果證實了研究人員的假設：通過在3D打印之前改變蜂窩狀復合材料的組成，可以獲得一系列力學性能。也許最重要的是，將兩種3D打印材料組合在一起的過程導致韌性值遠高于通過單獨3D打印基材可以獲得的韌性值。
例如，由100％VeroWhite制成的結(jié)構(gòu)在10％應變下失效。然而，一些更易延展的復合材料在致密化或失效發(fā)生之前可能承受高達60％的應變。
這項研究可能會影響到工程界。據(jù)馬斯達爾研究人員介紹，3D打印研究表明，控制螺旋型多孔復合材料的空間組成是可能的，這意味著工程師將能夠優(yōu)化材料的物理屬性，對其進行微調(diào)以滿足特定的工程應用。
研究人員還指出，這種復合材料可以用VeroWhite和TangoGray以外的各種各樣的3D打印材料制成，這表明3D打印材料的各種組合可以為創(chuàng)建特定應用的功能復合材料帶來更大的設計自由度。
編譯自:3ders.org