劳伦斯利物摩研究人员利用3D打印控制微观缓冲性能

南极熊3D打印网报道
    劳伦斯利物摩国家实验室（LLNL）的增材制造实验室在3D打印材料设计的领域上继续取得进展。在一月，实验室研究3D打印围观桁架，得到了极具硬度的轻质物体。劳伦斯利物摩国家实验室的3D打印科学家和工程师现在又公开了新的研究报告——“具有负刚度的弹性体、细胞结构的3D打印（Three-Dimensional Printing of Elastomeric, Cellular Architectures with Negative Stiffness）”，深入研究了泡沫材料特性的控制。
    填充材料，像泡沫和凝胶，都拥有它们自身的优缺点。凝胶，在一方面，具有非常好的缓冲作用，但是重量较高而且压缩性能较差；而泡沫，一方面，重量较轻，是可压缩的替代品，可以承受表现不一致的短处，但是在制造的时候很难控制材料中鼓泡的特征和位置。但是LLNL增材制造实验室的团队正在开始研究通过数字设计和3D打印控制材料的物理特性的能力。

劳伦斯利物摩研究人员利用3D打印控制微观缓冲性能

    伴随他们过去的成果，LLNL研究人员可以在微观层面对3D打印物体的材料特性进行编程，而现在可以创造出克服泡沫和凝胶的限制的新缓冲材料。使用给予硅胶的墨水，工程师Eric Duoss和科学家Tom Wilson水平地3D打印出了如头发般精细的定向耗材排列行。在层的顶部，研究者3D打印了垂直方向排列的耗材。然后他们继续以这样的形式交替打印耗材直到物体完成他们想要的尺寸和孔结构。接着他们会使材料樱花形成橡胶状的物质。

劳伦斯利物摩研究人员利用3D打印控制微观缓冲性能

    在他们的实验中，Duoss和Wilson改变了层的对其排列，以内联的形成方式和以交错形成方式打印每层。通过这样做生成的物质，使用具有相同孔隙度的相同物质，具有明显不哦那个的物理特性。例如多层结构，在压力下表现得更坚硬，因为每个打印的耗材都可以立即支撑上方的耗材。随着压缩增强，多层结构最终会扣住。而交错排列的材料，在压缩的情况下会变得更柔软，会弯曲，因为每行耗材下的空隙。
    研究人员继续塑造他们的材料，让他们可以在3D打印之前精确地预测不同结构的表现，这对于制造泡沫几乎是不可能的，因为其具有不可预测的结构。Duoss说到了研究的意义，“预测这种分辨率的材料的表现的能力是非常独特的，这可以为工业带来过去所没有的一定程度的定制。”
    在未来，据南极熊3D打印网了解，LLNL研究人员还计划探索使用这些填充材料创造鞋子、头盔填充物、用于敏感仪器的缓冲材料、以及在航空部件中控制温度波动和振动等方面的应用。

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