來(lái)自蒙特利爾理工大學(xué)機械工程系的Candian研究人員團隊使用3D打印設計了一種紡織物，該紡織最多可吸收96％的沖擊力而不會(huì )破裂。該團隊從蜘蛛網(wǎng)的自然特性中汲取了靈感，通過(guò)加熱聚碳酸酯（PC）制成膠粘劑，為電話(huà)和其他易碎技術(shù)設備制造了耐用的3D打印覆蓋物。選擇PC長(cháng)絲是因為它在通過(guò)熔融長(cháng)絲制造（FFF）3D打印機擠出時(shí)粘度低。將來(lái)，這種3D打印材料可以用于制造防彈玻璃，甚至可以應用于航空領(lǐng)域，作為飛機發(fā)(fā)動(dòng)機的保護涂層。

制造3D打印的防碎材料

研究人員對聚碳酸酯進(jìn)行加熱以制造這種材料，就像加熱聚合物一樣，它會(huì )成型為類(lèi)似于蜂蜜的粘性粘合劑，可用于復制蜘蛛網(wǎng)中發(fā)(fā)現(xiàn)的特性。該團隊希望通過(guò)吸收沖擊力來(lái)重新創(chuàng )(chuàng)建這些特性，這在抵抗獵物的沖擊時(shí)得到了證明。為此，研究人員使用了不穩(wěn)定性輔助的熔融長(cháng)絲制造（IFFF）3D打印機來(lái)創(chuàng )(chuàng)建透明且吸收沖擊的3D打印材料。在IFFF過(guò)程中，PC被部分熔化，然后快速擠出到打印平臺上。

FrédérickGosselin教授的團隊加熱了聚碳酸酯，并“編織”了一系列厚度不足2mm的纖維。重復該過(guò)程，并以90°角3D打印多根纖維，直到整個(gè)“纖維網(wǎng)”固化為止。在此過(guò)程中，熔融塑料會(huì )形成圓圈，形成一系列環(huán)(huán)。根據Gosselin教授的說(shuō)法，這些環(huán)(huán)將變成犧牲鏈，在印刷后，這些環(huán)(huán)是可去除的結合物，從而賦予纖維額外的強度。她補充說(shuō)：“發(fā)(fā)生撞擊時(shí)，這些犧牲環(huán)(huán)節(jié)會(huì )吸收能量并斷裂，以維持纖維的整體完整性-類(lèi)似于絲綢蛋白?！?/span>

該團隊從蜘蛛網(wǎng)中汲取了靈感，通過(guò)加熱聚碳酸酯制成膠粘劑

為電話(huà)和其他易碎技術(shù)設備制造了耐用的3D打印覆蓋物。圖片來(lái)自蒙特利爾理工大學(xué)

測試防碎材料的強度

該研究的目的是在微觀(guān)尺度上開(kāi)發(fā)(fā)一種機制，以創(chuàng )(chuàng)建一種新型的沖擊吸收纖維，該纖維可以釋放大量能量而不會(huì )破裂。為此，該報告調查了材料的纖維在纏繞時(shí)的行為。進(jìn)行了沖擊測試，以查看將3D打印材料嵌入玻璃窗格是否可以防止其碎裂。據中國3D打印網(wǎng)了解，材料不會(huì )在某些地方變形，而不會(huì )破碎，但塑料薄片的整體形狀將保持完整。當團隊想看看它是否可以接住自由落體的棒球時(shí)，人造蜘蛛網(wǎng)就經(jīng)過(guò)了進(jìn)一步的測試。將500克棒球從66厘米高處掉落到掉落的沖擊測試儀上。該測試突出了棒球與材料接觸時(shí)的影響。在撞擊下，棒球的動(dòng)能在很大程度上被犧牲性紐帶的斷裂和其隱藏長(cháng)度的展開(kāi)所消散。結果顯示出與蜘蛛網(wǎng)相同的能量耗散機制。

團隊希望了解3D打印材料是否可以抓住自由落下的500克棒球，該棒球從66厘米高處掉落到落沖擊測試儀上。

圖片來(lái)自蒙特利爾理工大學(xué)

聚碳酸酯和3D打印

近年來(lái)，許多公司已將聚碳酸酯絲用于許多項目。今年早些時(shí)候，3D打印材料提供商Polymaker為其Stratasys子公司MakerBot LABS鑒定了三種PC材料，并使其可以在METHOD X3D打印機上進(jìn)行打印。新添加的產(chǎn)品減少了翹曲和卷曲，并且PC可以使METHOD X用戶(hù)獲得PC強大的機械和熱性能，并且可以將METHOD的產(chǎn)品組合增加到總共9種材料。

此前，Polymaker還與德國高性能聚合物制造商科思創(chuàng )(chuàng)（Covestro）合作推出了三種專(zhuān)門(mén)用于3D打印的新型PC基材料。 熱塑性聚合物被設計為包含可應用于航空航天和電子行業(yè)(yè)的特定性能。

此外，上周，科思創(chuàng )(chuàng)使用Formnext Connect的虛擬舞臺介紹了一種新型且更具可持續(xù)性的3D打印材料系列。 新的長(cháng)絲生產(chǎn)線(xiàn)將通過(guò)其Addigy系列解決循環(huán)(huán)經(jīng)濟概念，該系列部分由再生塑料制成。 環(huán)(huán)保聚合物可以擴大3D打印的潛在環(huán)(huán)境效益，例如以需求為導向的生產(chǎn)和減少的材料浪費。

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