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3D新聞

跑鞋材料激發(fā) 3D 打印設計,保護建筑物免受沖擊破壞

星之球科技 來源:前瞻網(wǎng)2021-10-20 我要評論(0 )   

一種用于跑鞋和記憶泡沫枕頭的材料激發(fā)了一種 3D 打印產(chǎn)品的設計,它可以幫助保護建筑物免受碰撞損害和其他高沖擊力的影響,即一輛以 60 公里 / 小時速度行駛的汽車。昆...

一種用于跑鞋和記憶泡沫枕頭的材料激發(fā)了一種 3D 打印產(chǎn)品的設計,它可以幫助保護建筑物免受碰撞損害和其他高沖擊力的影響,即一輛以 60 公里 / 小時速度行駛的汽車。


昆士蘭大學材料科學中心和昆士蘭大學土木與環(huán)境工程學院的 Tatheer Zahra 博士發(fā)表在《智能材料與結(jié)構(gòu)》上,他使用現(xiàn)成的生物塑料來打印 3-D 幾何形狀,模仿輔助材料的行為。

輔助材料在拉伸時不會變平,在壓縮時不會隆起,而是在所有方向上同時膨脹或收縮,這使它們具有高度的能量吸收能力和抗負荷能力。

但現(xiàn)有的商業(yè)輔助材料價格昂貴,而且在當?shù)責o法買到,所以博士設計了能實現(xiàn)相同行為的幾何形狀。

Zahra 博士說,3D 打印輔助幾何形狀有可能取代復合材料中的鋼和纖維增強聚合物網(wǎng)加固,也可以作為一種靈活和廣泛適用的保護墻。

能量吸收功能相當于在一個完整的建筑墻面上安裝一個 20 毫米厚的增強復合材料保護層,可以抵御一輛以 60 公里 / 時速度行駛的汽車的沖擊力。

不僅如此,博士說,對磚石墻的保護特別重要,因為它是大多數(shù)商業(yè)和住宅建筑的重要組成部分。磚石是一種非常便宜的材料,它與木材或鋼材相比有更好的防火性能,但它的砂漿連接處會削弱整體結(jié)構(gòu)強度。如果將輔助幾何形狀嵌入到砂漿中,制成保護性的復合材料,也能延長結(jié)構(gòu)的壽命。

經(jīng)過實驗室規(guī)模的驗證,Zahra 博士現(xiàn)在的目標是在 QUT Banyo 試驗工廠的全規(guī)模砌體和混凝土結(jié)構(gòu)上測試這些設計。

三維打印還將使我們能夠改變材料、尺寸或幾何形狀的設計,以適應不同的結(jié)構(gòu)和負載要求。此外,生物塑料為纖維增強塑料或其他非生物降解聚合物提供了更可持續(xù)的低碳排放替代品。這也比使用現(xiàn)有的輔料織物更具成本效益,因為輔料織物的價格可能高達每平方米 400 美元,而且不能生物降解。

該研究論文題為 "Behaviour of 3D Printed Re-entrant Chiral Auxetic ( RCA ) Geometries under In-Plane and Out-of-Plane Loadings",已發(fā)表在《智能材料與結(jié)構(gòu)》期刊上。主要作者為 Tatheer Zahra。


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