在建筑上的材料强很多的3D打印服务材料诞生了东莞桥头

任何事物都有其两面性和优缺点，3D 打印也不例外。而3D打印中一个很普遍的缺点就是用它生产出来的零件强度不如传统制造生产出来的零件那么坚固。然而，随着3D打印材料和技术的不断进步，3D打印部件也表现出独特的强度和耐用性，可与传统技术制造的产品相媲美，甚至超越传统制造。现在，来自美国威斯康星州首府麦迪逊市的威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员开发出比其他建筑材料坚固得多的 3D 打印材料。

工程物理学教授 Roderic Lakes 和研究生 Zachariah Rueger 3D 打印了一种材料，其行为符合 Cosserat 的弹性理论，也称为微极弹性。在高压环境下分析其物理性质时，物质底层结构的理论因素。 Lakes 和 Rueger 使用该理论设计了一种聚合物晶格，其弯曲刚度比经典弹性理论预测的高 30 倍。晶格由聚合物带组成，以重复的交叉设计排列，以增加强度和耐用性。

“如果您的材料具有底层结构，例如一些泡沫、晶格和纤维增强材料，那么它可以处理比经典弹性理论更多的自由度，”Lakes 说。 “所以我们正在研究材料的自由行为，而不是标准理论所期望的方式。”

材料自由为创造不受压力集中影响的新材料打开了“大门”，即比任何其他材料都更坚韧。实际应用可能包括使飞机机翼更耐开裂。如果飞机机翼出现裂纹，应力会集中在裂纹周围，使机翼变弱。

“你需要一定的压力才能打破某些东西，但如果它有裂缝，你可以用更少的压力来打破它，”莱克斯说。

然而，Cosserat 的理论产生了具有不同压力分布的材料，这使得它变得更加困难。这种行为可以在骨骼和某些类型的泡沫中看到。然而，在制作泡沫座垫时，工程师对泡沫的底层结构没有太多控制，因此他们调整Cosserat效应的能力是有限的。

然而，Lakes 和 Rueger 可以在他们的 3D 打印材料中调整 Cosserat 效果，使其非常强大。

“我们开发了一种材料，我们可以非常详细地控制晶格的精细结构，这使我们能够在弯曲和扭曲材料时获得非常强大的效果，”Lakes 说。

大多数建筑物都是基于经典弹性理论设计的，例如建筑物、飞机、桥梁和电子设备——但这种基于 Cosserat 理论的新设计可以产生出色的材料。通过 3D 打印材料，工程师可以更好地控制其性能和结构，这可能会导致一种新的构建方式，或者至少可以设计某些部件，例如前面提到的飞机机翼。

Rueger 和 Lakes 发表了一篇题为“Strong Cosserat Elasticity inlateral Isotropic Polymer Lattice”的论文。

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