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3D打印在蜂窩結構制造中的潛力與應用

來源:杰呈3D打印 發布時間:2025-10-19 10:30:27 瀏覽次數:0
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3D打印在蜂窩結構的制造方面具有巨大的潛力和優勢。其中,直書寫打印和熔融擠出成型可用于制作彈性蜂窩結構。選取這兩種工藝來制備一系列規則和梯度蜂窩結構以進行研究。

多孔材料憑借其輕質的特點和優異的吸能特性,使得工程師在許多工程應用中使用它們,如交通運輸、人體防護等。如今,大量的學者對多孔材料的力學性能和吸能性進行了研究。

  • Vesenjak等的研究:通過計算和實驗的方法研究了APM泡沫元件在準靜態和動態壓縮載荷下的機械性能,讓我們可以更好地了解其在不同載荷下的行為。
  • Wang等的研究:通過調節發泡溫度和CO?壓力制備了可調結構的TPU泡沫,并對其壓縮機械性能進行研究,發現具有較大泡孔的TPU泡沫比具有較小泡孔的TPU泡沫表現出更好的回彈性和強度。

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泡沫結構的孔隙難以控制,因此越來越多的人將目光投向了蜂窩結構。值得一提的是,雖然制造蜂窩結構的常規方法有幾種,但是工序過多且成本較高。借助于3D打印技術,使得我們可以輕易制造定制化的蜂窩結構。因此,許多研究人員對3D打印蜂窩結構的機械性能進行了研究。

  • Sang等的研究:配置出了不同比例的PLA - PCL/KBF纖維增強復合長絲,并借助FDM制作出圓形蜂窩結構,探索其面內壓縮機械性能,結果表明,借助基體的延展性和良好的界面,蜂窩結構表現出優異的能量吸收能力。
  • Zhang等的研究:借助3D打印以聚已內酯作材料制作了六邊形蜂窩結構,探究了在不同溫度下蜂窩結構的機械性能,制造的蜂窩結構的能量吸收高達0.988J/cm3,在第五次變形后恢復達70%。
  • Antony等的研究:借助3D打印制作了麻纖維/PLA蜂窩結構并進行壓縮和四點彎曲試驗表征其力學行為。
  • Hedayati等的研究:借助FDM制作了PLA八邊形蜂窩結構,借助理論、數值和實驗方法探究其彈性性能,發現其屈服應力和彈性模量接近正六邊形蜂窩。
  • Yan等的研究:借助3D打印制作了PLA六邊形蜂窩結構并填充PMI泡沫,實驗和數值結果表明填充泡沫的蜂窩結構在面內方向上的彈性模量、抗壓強度和吸能性上都有一定的提升。

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