革命性的3D编织防震材料让汽车消除震动

2018-10-09 10:12

2018年10月9日，萨里大学的科学家、巴尔的摩约翰霍普金斯大学和加利福尼亚大学的研究人员合作开发了一种具有高刚度和阻尼的新型3D打印材料。科学家表示，这种新材料虽然像金属一样坚硬但足够柔韧，可以承受强烈的振动，可能会改变汽车制造业。

该团队探索了一种由承重格子组成的建筑材料，该格子与自由浮动的格子交织在一起。他们通过使用3D编织技术纺织复合板材与选定的无粘合纤维实现了这种几乎不可能的材料组合，允许材料内部移动和吸收振动，同时周围材料保持刚性。

三维编织格子分两个阶段制造。首先，通过堆叠相互正交的经线和填充线来编织由金属线构成的织物，其中Z线穿过厚度并缠绕顶部和底部填充线，将织物结合在一起。其次，钎焊将电线连接成3D互连的刚性框架。

萨里大学材料与结构助理教授Stefan Szyniszewski博士说：“复合材料的概念解决了刚度和阻尼的悖论被认为是不可能的——但我们就是这样，这是一个激动人心的发展，可以通过汽车，火车和航空航天制造业发出冲击波。这种材料可以使不久的车辆比以往任何时候都更加舒适。”

△激光多普勒振动（LDV）设备在高频下测量3D编织网格的频率响应

最终结果是在阻尼系数方面与聚合物相当的材料，但是是多孔的并且具有高得多的最大使用温度。这种新型的阻尼超材料在广泛的重量敏感应用中具有潜在的用途，这些应用需要在高频下振动衰减。

此外，这些材料的主要优点是“高度可扩展，允许多材料晶格，并且易于选择性粘合，这对我们的架构至关重要”，研究人员写道。

研究人员相信，他们的新材料可以迎来新一波的火车，汽车和飞机，让客户在旅途中几乎不会受到任何振动。

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