研究人员开发出强大弯曲刚度的3D打印材料

3D打印机的一个少见缺点是其生产的部件的强度不如传统制造业生产的部件强劲。然而，随着材料和技术的大大发展，3D打印机部件展现的强度和耐用性与传统技术生产的部件非常，甚至打破其性能。现在，威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员研发出有了比其他用作建筑的材料强劲得多的3D打印机材料。

工程物理学教授RodericLakes和研究生ZachariahRueger3D打印机了一种材料，其不道德与Cosserat弹性理论完全一致，也被称作微极弹性。在低压力环境下分析其物理性能时，物质底层结构中的理论因素。Lakes和Rueger用于该理论设计了一种聚合物晶格，其倾斜刚性比经典弹性理论预测的高30倍。

晶格由排成反复十字交叉设计的聚合物带上构成，可以减少强度和耐用性。“如果你的材料中有底层结构，比如一些泡沫、格子和纤维强化材料，那么它比经典弹性理论需要处置的维度更大，”Lakes说道。

“所以我们正在研究材料的权利不道德，而不是标准理论所预期的方式。”材料权利关上了建构不不受压力集中于影响的新材料的“大门”，即比任何其他材料都更为结实。实际应用于有可能还包括使飞机机翼更为抗裂。

如果飞机机翼经常出现裂缝，应力集中在裂缝周围，使机翼要强。“你必须一定的压力来超越某些东西，但如果它有裂缝，你可以用较小的压力来超越它，”Lakes说道。然而，Cosserat理论产生了压力产于有所不同的材料，使其显得更为艰难。这种不道德可以在骨头以及某些类型的泡沫中看见。

但是，当制作泡沫座垫时，工程师对泡沫的底层结构没过于多的掌控，因此他们对调整Cosserat效果的能力受限。然而，Lakes和Rueger可以在其3D打印机材料中调整Cosserat效果，使其十分强劲。“我们研发了一种材料，我们对晶格的精细结构展开了十分详尽的掌控，这使我们需要在倾斜和挽回材料时取得十分强劲的效果，”Lakes说道。

大多数建筑物都是根据经典弹性理论设计的，如建筑物、飞机、桥梁和电子设备-但这种基于Cosserat理论的新型设计可以产生出众的材料。通过3D打印机材料，工程师可以更佳地掌控其性能和结构，这可能会造成一种新的建筑方式，或者最少可以设计某些部件，例如前述的飞机机翼。据报，Rueger和Lakes公开发表了为题“纵向各向同性聚合物晶格中的强劲Cosserat弹性”的论文。

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