接近最大剛度的最堅固3D列印新板格結構是這個樣子的……

創新的內部結構由蘇黎世聯邦理工學院

和麻省理工學院的團隊開發

來自蘇黎世聯邦理工學院和麻省理工學院的聯合研究小組開發了一種材料結構，這種材料結構可以成為給定重量下最堅硬的材料結構。可以使用增材製造技術製造創新的晶格結構。

堅固、輕量級、令人難以置信的堅硬材料架構背後的研究團隊由Dirk Mohr領導。Dirk Mohr是製造材料計算模型教授，也是開發輕質材料和結構設計和製造計算模型的專家。通過合作，研究團隊成功地提出了一種非常堅硬且在所有三個維度上都同樣堅固的板格結構。

有趣的是

因為理論上可以確定具有內部空隙的晶格結構或其他幾何形狀的剛度，研究人員已經確定它們的材料結構接近可能的最大剛度。

結構的強度和剛度歸因於板格幾何形狀——一種格子，與更常用的桁架相比具有更多的優點，桁架通常以柱、支柱、椽子等形式出現。

3D列印的pollymer板格（左）

和更傳統的桁架格子（右）

「桁架原理非常古老，」Dirk Mohr教授說。「它長期以來被用於半木結構的房屋、鋼橋和鋼塔，如埃菲爾鐵塔。我們可以看到桁架格子，因此它們通常被認為是理想的輕質結構。然而，通過計算機計算，理論和實驗測量，我們現在已經建立了一個新的板格結構系列，其重量和體積相同的桁架格子的硬度高達三倍。

為了補充這一點，研究人員表示，板格不僅比它們的桁架格子更硬，而且它們也更強。報道稱，這些結構接近其理論最大強度值。

在開發創新格子時，研究團隊創建了計算模型，隨後使用微米級列印系統或進一步評估從塑料中3D列印。雖然研究人員使用微米列印模型，但是板格對於任何規模列印的結構都具有相同的優點。

在這個階段，研究人員強調他們的研究領先於現有的增材製造技術。也就是說，由於與3D列印相關的成本——特別是對於金屬增材製造——板格結構的製造成本將非常昂貴。

最可能的結構之一

「

「如果今天這些格子是用不鏽鋼加成製造的，那麼它們每克的成本就會高於銀，」Dirk Mohr詳細闡述道。

」

「但是，當增材製造技術為大規模生產做好準備時，這一突破將會到來。輕型結構，其當前成本限制了其在飛機製造和空間應用中的實際應用，也可用於重量起作用的各種應用。

一旦增材製造的成本被技術進步和採用所降低，晶格結構甚至可以幫助進一步降低成本，因為它與固體物體相比需要更少的材料。

在航空航天工業之外，板格結構可以用於改進醫療植入物、筆記本電腦外殼甚至車輛結構。「當時機成熟時，一旦大規模生產輕質材料，這些周期性板格將成為首選設計。」Dirk Mohr總結道。

由蘇黎世聯邦理工學院和麻省理工學院開展的創新研究項目最近發表在《先進材料》雜誌上，報告題目為：3D Plate-Lattices：一種新興的顯示最佳各向同性剛度的低密度超材料。

來源：3D列印商情

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