东部三维网 masterCAM教程 查看内容

能量吸收材料问世商业前景巨大

2020-05-22| 发布者: www.d83w.com | 查看: 1215|原作者: 东部三维网

摘要:最近,普渡大学的研究人员与通用汽车合作开发了一种新型的3D打印能量吸收材料。这种材料可用于从地震建筑到更安全的橄榄球头盔的各种应用。多年来,3D打印技术已用于开发具有复杂内部结构的材料,而其他制造方

最近,普渡大学的研究人员与通用汽车合作开发了一种新型的3D打印能量吸收材料。这种材料可用于从地震建筑到更安全的橄榄球头盔的各种应用。

多年来,3D打印技术已用于开发具有复杂内部结构的材料,而其他制造方法根本无法实现这种结构。例如,3D打印的微型网格结构非常灵活且轻巧,在航空航天和汽车工程中非常有用。波音公司是使用3D打印技术来实现精确设计和复杂结构材料的多家公司之一。这家飞机制造商最近展示了其3D打印的微型网格材料,这种材料被称为“世界上最轻的金属”。

普渡大学和通用汽车公司开发的3D打印材料类似于波音的迷你网,但是它们独特的蜂窝状结构使这种材料具有很高的能量吸收能力。从理论上讲,这种蜂窝结构可以缩放到任意大小,因此具有很大的潜在用途。例如,这种小巧的“阶段转换多孔材料(PXCM)”可用于头盔制造,以提供更大的减震效果并最大程度地减少头部受伤;它的大型结构可用于建筑立面以阻止地震。破坏作用。

“这种材料的主要优点是它不仅吸收能量,而且与其他PXCM不同,它可以重复使用,因为它不会产生不可逆的变形。”普渡大学土木工程学院副教授Pablo Zavattieri说。

尽管研究表明,这种3D打印的PXCM可以用于多种用途,但科学家们承认,要使这种材料真正地商业化,还有许多工作要做。通用汽车全球研发中心智能材料与结构小组的Nilesh D.说:“ PXCM具有不同规模的能量吸收能力,使工程师可以在结构设计中使用它,从而使这种结构同样有用。”曼卡姆说:“它仍在基础材料研究领域,具有广阔的应用前景,但尚未用于商业应用。”

3D打印的PXCM的结构能够前后扩展和收缩。 Zavattieri说:“它有两个稳定的阵地(或州)。” “当我推动它时,它将移到另一个位置。如果撤消此力,则结构将返回到其原始位置,该位置被视为亚稳或双稳态。然后,您可以将许多类似的结构组合在一起,并灵活地设计以满足特定要求。”

研究人员对这种柔性材料的应用充满信心。 “单元结构的这种机械性能的能量消耗能力可以叠加在基本材料固有的能量消耗能量上,” Mankame说。 “有许多新兴材料,例如铝,镁和纤维增强复合材料。它在需要更多固有能量耗散的行业(例如交通,军事和建筑行业)中发挥着越来越重要的作用,并且PXCM的材料结构与这种基本材料的结合可以提高其能量吸收能力。”

另外,可以调整此3D打印材料的蜂窝结构,以适应各种不同的应用。研究人员认为,立方体,四面体和五边形具有不同的能量吸收特性。 “事实上,我们已经证明,这种PXCM具有与传统金属蜂窝结构相同的能量耗散水平,无论是高层建筑的被动能量阻尼,它都为更广泛的应用打开了大门。该设备仍用于人体保护等。”博士生David Restrepo说。

研究人员在《Extreme Mechanics Letters》年9月号上发表了所有研究成果,标题为《阶段转换多孔材料(Phase transforming cellular materials)》。



友情链接:

版权所有© 东部三维网 | 备案: 皖ICP备11016851号-1 | www.d83w.com . All Rights Reserved | 网站地图