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麻省理工学院工程师使用剪纸制作超强轻质结构
坚固的金属格子采用日本剪纸技术制作,比软木更轻,具有可定制的机械性能。
来源:MIT新闻 _机器人蜂窝状固体是由许多细胞堆积在一起而形成的材料,例如蜂窝状固体。这些细胞的形状在很大程度上决定了材料的机械性能,包括其刚度或强度。例如,骨头中填充了一种天然材料,使其重量轻,但又坚硬而坚固。
受到自然界中发现的骨骼和其他蜂窝状固体的启发,人类使用相同的概念来开发结构材料。通过改变构成这些材料的单元细胞的几何形状,研究人员可以定制材料的机械、热或声学特性。结构材料用于许多应用,从减震包装泡沫到热调节散热器。
麻省理工学院的研究人员利用日本古老的折纸和剪纸艺术,制造出一种称为板格的高性能结构材料,其规模远远超过科学家以前通过增材制造实现的规模。这种技术使他们能够用金属或其他具有定制形状和专门定制的机械性能的材料创建这些结构。
“这种材料就像钢软木。它比软木轻,但强度高,刚度高,”麻省理工学院比特和原子中心 (CBA) 负责人、有关这种方法的新论文的资深作者 Neil Gershenfeld 教授说。
一篇新论文研究人员开发了一种模块化构造过程,其中许多较小的组件被形成、折叠和组装成 3D 形状。使用这种方法,他们制造了超轻和超强的结构和机器人,在指定的负载下,它们可以变形并保持其形状。
由于这些结构重量轻但坚固、坚硬,并且相对容易大规模批量生产,因此它们在建筑、飞机、汽车或航空航天部件中特别有用。
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