波音“设计”的世界最轻金属:3D打印Microlattice

      近日,航空巨头波音公司发布了一个视频短片,展示了他们最新研发的3D打印Microlattice(微晶格)材料,他们相信这是世界上最轻的金属材料。据了解,这种材料最早是由波音公司下属的HRL实验室于2011年为美国国防部高级研究计划局(DARPA)开发的,当时就引起了轰动。它的重量比泡沫塑料轻100倍,其壁结构比人的头发丝还要细1000倍,密度仅为0.9毫克/CC。实际上,该材料是一种由相互连接的空心管组成的金属微晶格,它具有非常强的抗压缩能力和很好的吸收特性。

波音“设计”的世界最轻金属:3D打印Microlattice

      据称,HRL是用3D打印技术创造的这种突破性的金属。其基本的架构是靠着用一种光固化聚合物的模板形成的。这些光聚合物通过UV光固化形成了一个3D晶格结构,并由研究人员使用非电镀方式为其镀上一层超薄的镍,然后再通过刻蚀的方式去除掉热聚合物模板材料,只留下金镍属的表皮。

波音“设计”的世界最轻金属:3D打印Microlattice

      波音公司在短片中暗示,该公司正在寻找方法将这种超轻的3D打印材料用在自己的飞机上,比如它可以用于墙面和地板等非机械部件,从而可以大幅降低飞机的重量,使飞机的燃油效率更高。

      HRL实验室制造的这种材料,其体积的99.99%都是空气,只有剩下的0.01%是用纳米/微米/毫米尺度的固体结构设计的。“这其中的关键在于制造出一个由空心管相互连接而成的晶格,这种空心管的壁厚仅有100纳米,比头发细1000倍。”该材料的主要研究人员Tobias Schaedler说。

波音“设计”的世界最轻金属:3D打印Microlattice

      这种材料的独特构成使得它的属性与其它金属完全不同。其蜂窝结构可以从超过50%的压缩中完全恢复,并具有非常高的能量吸收能力。在视频中清晰地展示了该3D打印的材料被压碎,然后恢复到原来的形状的。该公司甚至声称这种材料吸收冲击力的能力可以保护一颗鸡蛋从25层高的楼上落下来安然无恙,不过遗憾的是我们没有在视频中看到真实的实验。

波音“设计”的世界最轻金属:3D打印Microlattice

      波音公司的科研人员同时也将该微晶格的微观结构与人类骨骼中空的内部结构相比较,并将其与建筑中更大尺度的并行结构联系起来。“现代建筑,比如埃菲尔铁塔或金门大桥,通过巧妙的设计,结构令人难以置信的轻盈和高效率。”HRL的结构材料团队经理Bill Carter博士解释说,“我们正在通过在纳米级的微观尺度设计材料的基本结构掀起一场轻质材料的革命。”

    下面是波音公司发布的这个视频:



      来源:天工社


波音“设计”的世界最轻金属:3D打印Microlattice

 
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