3D打印生物仿真层次的骨架构:骨折行为和分析
Jigar Patadiya1,2, Xungai Wang3, Ganapati Joshi2
1Institute for Frontier Materials, Deakin University, Waurn Ponds Campus, Geelong, Victoria 3216, Australia.
ACS omega
|June 5, 2023
概括
研究人员使用3D打印模仿了纳克体结构,创建了优越的纳克体结构 (NC和NS),以增强机械性能,适用于苛刻的应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
背景情况:
- 纳克里奥斯建筑提供了性和模块化的独特组合.
- 模仿自然结构可以带来先进的材料特性.
- 3D打印可以制造复杂的微/亚微架构.
研究的目的:
- 使用化沉积模型 (FDM) 制造和分析纳克尔柱状 (NC) 和纳克尔板状 (NS) 结构.
- 为了比较机械特性,故障机制,裂传播和纳克尔结构的能量消耗与原始样本.
- 为了确定潜在应用的优越的NACRE结构.
主要方法:
- 化沉积模型 (FDM) 用于制造纳克尔柱状 (NC),纳克尔板 (NS) 和原始结构.
- 机械测试包括抗冲击,弹性模量和模量.
- 对故障机制和裂传播模式的分析.
主要成果:
- 与原始样本相比,NC和NS结构均表现出明显改善的机械性能.
- 皮板 (NS) 显示出优越的性能,具有112.098 J/m的抗冲击能力,803.415 MPa的弹性模量和1563 MPa的弹性模量.
- 与NC相比,NS显示了9.37%的抗冲击性能,11.23%的弹性模量和10.85%的弹性模量显著改善.
结论:
- 3D打印的纳克结构提供了增强的机械性能.
- 纳克拉叶结构在机械上优于纳克拉柱状结构.
- 这些发现支持在汽车,航空航天和保护设备中使用仿生纳克结构.
