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由哈?jng)大学研Ih员开发的一U名为“旋?D打印”的新型技术,其喷嘴的速度和旋转经q精设计,堪称是生物复合材料设计的一大飞跃。能对聚合物中嵌入纤l的排列q行~程?/span>
天然复合材料如木材和骨头Q其可以说是轻质和密度与所需的机械性能q行?jin)完的l合Q这通常是由于系l内U维的复杂和多样化排列造成的。尽hcdl能够制造出来复杂的复合材料Q但是,惌再现自然界中发现的特D机械性能和复杂微l构Q则仍颇h战?
来自哈佛(jng)JohnA.Paulson工程与应用科学学?SEASQCambridgeQMAQUS)的研Ih员,提出?jin)一U受自然复合材料启发的全?D打印Ҏ(gu)。这Ҏ(gu)技术是Z(jin)能够在打印部件的每个位置都实现最佳的短纤l排列?
该研I的资深作者Jennifer A LewisQ以?qing)哈佛(jng)vz生物启发工E学院Hansjorg Wyss教授_(d)(x)“能够在工程复合材料中局部控制纤l取向是一个巨大的挑战。现在我们可以用分层的方式对材料q行图案化,像自然构徏的方式一栗?
该团队的论文发表?月䆾的《美国国家科学院院刊》上QƈU这U方法ؓ(f)“旋?D打印”技术。该Ҏ(gu)通过使用能够控制喷射速度和旋转角度的喷嘴Q来对聚合物Z中的嵌入式纤l的排列q行~程Q创建出对强度、刚度和损伤定wq行优化的结构材料?
虽然刘易斯的团队致力于制造碳U维环氧?wi)脂复合材料Q但该方法可能具有深q的应用前景。旋转喷嘴理Z可以用于M材料的挤出打印方式,从熔融丝刉、直接墨水书写,到大规模热塑性添加剂刉以?qing)Q何填充材料?
生物复合材料通常h显著的机械性能Q单位重量的高刚度、高强度以及(qing)高韧性。设计由生物复合材料启发的工E材料的H出挑战之一Q即在小范围和局部水q上控制U维排列。哈?jng)大学团队的q一成果则证明了(jin)q一方式的可行性,是生物复合材料设计的一大飞跃?