一種新型3D打印材料，可用于制造更靈活、更高效的防護(hù)服

魔猴君  科技前沿   2天前

在許多行業(yè)中，穿戴防護(hù)服對(duì)于確保員工安全至關(guān)重要。然而，這些設(shè)備通常較為堅(jiān)硬，會(huì)限制活動(dòng)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，赫瑞瓦特大學(xué)的一位紡織工程師開(kāi)發(fā)了一種材料，可以使防護(hù)裝備更加靈活舒適。與通常由厚泡沫制成以吸收沖擊力的傳統(tǒng)服裝不同，這種新型面料在提供良好防護(hù)的同時(shí)，還能提供更大的活動(dòng)空間。

為了克服傳統(tǒng)防護(hù)服的剛性限制，蘇格蘭加拉希爾斯紡織與設(shè)計(jì)學(xué)院的研究員Saadullah Channa博士創(chuàng)新性地運(yùn)用了3D打印技術(shù)。他設(shè)計(jì)了一種由單一軟樹(shù)脂制成的新型柔性材料，采用倒置蜂窩結(jié)構(gòu)，為傳統(tǒng)泡沫提供了一種輕質(zhì)且適應(yīng)性更強(qiáng)的替代品。讓我們更詳細(xì)地探討這一突破。

3D打印技術(shù)帶來(lái)靈活、輕薄且具有保護(hù)作用的材料

這種結(jié)構(gòu)并非像傳統(tǒng)蜂窩那樣采用六邊形單元，而是具有向內(nèi)折疊的壁。這種特殊的形狀賦予了它獨(dú)特的性能：拉伸時(shí)，它會(huì)膨脹而不是收縮；受到撞擊時(shí)，它會(huì)收緊而不是打開(kāi)。這使得材料更加柔韌耐用。這種名為“膨脹結(jié)構(gòu)”的3D打印材料的初步測(cè)試結(jié)果令人鼓舞。一層5毫米厚的薄層，其抗沖擊性能比同等厚度的普通泡沫高出三倍。此外，它還能向各個(gè)方向輕松彎曲，在提供良好防護(hù)的同時(shí)，提升了舒適度和活動(dòng)自由度。

事實(shí)上，聚氨酯通常是防護(hù)泡沫的主要成分。它能形成微小的氣泡，這些氣泡會(huì)變硬，形成一道堅(jiān)固的防沖擊屏障。然而，這些泡沫通常很厚，有時(shí)需要用更硬的材料加固才能更耐用。作為論文的一部分，Channa博士致力于尋找一種比傳統(tǒng)泡沫更薄的材料，同時(shí)仍然提供更好的沖擊防護(hù)。他解釋說(shuō)：“我想要一種能夠降低泡沫厚度，同時(shí)提高抗沖擊性能的材料。我的研究表明，3D制造的倒置蜂窩結(jié)構(gòu)在防護(hù)裝備方面具有巨大的潛力，有助于保護(hù)膝蓋、臀部、肘部和肩部。這種設(shè)計(jì)提供了舒適性、活動(dòng)自由度和出色的減震效果。”

Channa博士發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將柔性聚氨酯類樹(shù)脂以倒置蜂窩狀排列，可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的保護(hù)，同時(shí)保持更薄的涂層，使運(yùn)動(dòng)更加輕松。他們?cè)诩永査剐^(qū)進(jìn)行了多項(xiàng)測(cè)試，使用傳感器測(cè)量材料在撞擊過(guò)程中受到的力。這些測(cè)試表明，這種特殊結(jié)構(gòu)能夠很好地吸收能量，證明了其有效性。

編譯整理：3dnatives