3D打印鈦晶格的強度比WE54航空合金還高出50%
一種新型3D打印晶格結(jié)構(gòu)的強度和重量之輕令研究人員大吃一驚。它使用兩種不同的晶格結(jié)構(gòu)合并在一起，消除了通常在這些復雜形狀中發(fā)現(xiàn)的薄弱點。澳大利亞墨爾本皇家墨爾本理工大學的研究人員從空心莖睡蓮和風琴管珊瑚中汲取靈感，研究如何降低連接點產(chǎn)生的高應力集中。 LeRh (a`=$
新研究的第一作者、特聘教授馬遷說："理想情況下，所有復雜蜂窩材料中的應力都應均勻分布。然而，對于大多數(shù)拓撲結(jié)構(gòu)而言，通常只有不到一半的材料主要承受壓縮載荷，而較大體積的材料在結(jié)構(gòu)上并不重要。" ;j Y'z5PH5
研究人員在管狀晶格的頂部覆蓋了第二個晶格，從而加固了管狀晶格，并在管和連接處增加了一個薄薄的 X 形橫截面，使壓縮測試中的載荷分布更加均勻。 {F{[! .
它的形狀非常復雜，但使用激光粉末床熔融3D打印機卻很容易制造。研究人員對制造出的立方體進行了測試，發(fā)現(xiàn)它比航空航天領(lǐng)域使用的密度類似的鑄造鎂合金 WE54 強 50%。 .Q6{$Y%l
他們說，根據(jù)打印機的不同，它的尺寸可以從毫米到幾米不等，它的耐溫性能最高可達350 °C，如果升級到更耐熱的鈦合金，則最高可達600°C。 og h2kht
研究人員說，這種材料在對強度和重量要求較高的領(lǐng)域非常有用，可能的商業(yè)應用包括飛機和火箭部件。有趣的是，他們還表示，這種材料還可用于醫(yī)用骨植入物，當它與人體融合時，復雜、部分空洞的形狀最終可能會被重新生長的骨細胞填滿。 YM,D`c [pX
通過邊緣的縫隙可以看到橫截面的加固裝置 b} q(YgH<
但是，如此復雜的結(jié)構(gòu)容易制造嗎？研究人員承認："并不是每個人的倉庫里都有激光粉末床熔融機。不過，隨著技術(shù)的發(fā)展，它將變得更容易獲得，打印過程也將變得更快，使更多人能夠在他們的組件中采用我們的高強度多拓撲超材料。重要的是，金屬三維打印技術(shù)可以輕松制造出實際應用中的網(wǎng)狀形狀。" E%v[7 ST
皇家墨爾本理工大學的團隊正在呼吁希望在一系列應用領(lǐng)域合作并將這些超材料商業(yè)化的公司，并表示將繼續(xù)完善晶格設計，以尋求更高的強度和更輕的重量。 y&O_Jyg <
論文發(fā)表在《先進材料》雜志上。
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