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新型防弹衣:3D打印格子可以阻止子弹射入

时间:2019-12-04 19:22 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 阅读:
    中国3D打印网12月4日讯,3D打印将另一种先前理论上的结构变成了固体,并且这次它能够偏转子弹,让子弹无法射入。赖斯大学的研究人员在1993年首次预测了微管的结构之后,成功地制造出了具有高抗冲击性和承重能力的轻质材料。该论文讨论了类似管状的结构,论文作者萨亚迪解释说:“有很多理论系统人们无法综合,它们仍然不切实际和难以捉摸。但是对于3D打印,我们仍然可以利用预测的机械性能,因为它们是拓扑的结果,而不是尺寸的结果。”基于微管的设计对象是由聚合物制成的,被证明在抵抗子弹方面比相同材料的固体块要好十倍。该研究为机械响应可调的材料的开发铺平了道路。
  3D打印材料“独一无二”
     肾小管是基于碳制成的富勒烯小管的复杂结构。由形成封闭圆柱体的分子组成。
单个富勒烯小管-纳米管结构
  单个富勒烯小管-纳米管结构。图片来自NASA
       新泽西州的Allied Signal Inc.的RHBaughmana和DSGalvão以及圣保罗的Física研究所最早在1993年预测了所谓的微管素的结构和性质。尽管如此,碳微管素尚未建立,但赖斯(Rice)的新研究是最早使用这种结构作为物理物体灵感的研究之一。在实验中,Sajadi等人。使用3D打印的聚合物和类似管状的设计制作了多孔立方体。然后对这些立方体进行测试,并与由相同基材制成的实心立方体进行比较。当被压缩时,微管的孔结构允许立方体塌陷,而不是像固体立方体那样破裂。当这些块被弹丸击中时,观察到类似的效果。弹丸以每秒5.8公里的速度射击,产生了裂纹,裂纹扩展到了整个固体材料块。在微管立方体中,子弹仅卡在结构的第二层内。
与撞击后相同材料的固体块相比,莱斯大学在撞击后生成的管状微管状聚合物立方体(灰色)
  与撞击后相同材料的固体块相比,莱斯大学在撞击后生成的管状微管状聚合物立方体(灰色)。 Jeff Fitlow摄
    根据研究合著者彼得·布尔(Peter Boul)的说法:“这些3D打印结构的抗冲击性使它们具有自己的特色。”
  新型的触感和耐用材料?

        作为一项初步研究,Rice团队发现将类似管状微管的结构应用于由不同聚合物,陶瓷和金属制成的产品的设计具有巨大潜力。赖斯校友和共同负责人Chandra Sekhar Tiwary解释说:“此类结构的独特特性来自其复杂的拓扑结构,而拓扑结构与尺寸无关。拓扑控制的增强或改善承载能力也可能对其他结构设计有用。”

      而中国3D打印网则认为,这项目研究对新型防弹衣的发展有着重要意义。

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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