三维打印 > 3D打印资讯 > 盘点3D金属打印 e键打印告知您最轻金属长啥样

盘点3D金属打印 e键打印告知您最轻金属长啥样

来源:e键打印   发布时间:2015-10-24 16:13:38   浏览次数:1802


  密度仅为0.9毫克/毫升,只有塑料(8375, -80.00, -0.95%)的1/100——这就是目前世界上最轻的金属。从发布的有关图像资料来看,该金属经放大数倍后看起来就像一个钢丝床垫,和骨头内部的多孔结构十分类似。

 

  而从其实验数据中得到的结论是,不同构形的微观结构对材料力学及其他物理特性有显著影响。

 

  由此,此种超轻多孔材料的作用除了承载,还可进行对流换热满足温度控制要求,以及吸收降低噪音、屏蔽电磁辐射、冲击能量吸收、阻尼减振等。因此,超轻多孔材料的应用在多个领域,如航空航天、反恐、国防等领域均被寄予厚望。

 

  一块蜂窝状的金属物质,稳稳地搁在一朵蒲公英白色绒球上,很容易随风而散的蒲公英种子,竟安然维持原状。这是飞机制造巨头波音公司[微博]近日发布的一个视频画面,向观众解释“什么样的金属堪称世界上最轻的金属”。

 

  这种号称最轻的金属,整个结构中99.9%是空气,但又十分的强韧,它裹护的鸡蛋从25米高空坠落可安然无恙。在材料科学家看来,如果将这种超轻多孔材料应用到航空航天器、高速列车、汽车等高耗能交通装备上,将大大降低这些装备的自重,提高燃油的经济性。长远来看,超轻多孔材料将在国防、建筑、微电子领域大有可为。

 

  目前,美国、日本、英国等设立了国家实验室,致力于新型超轻材料的研究。通用、大众、波音、空客等知名企业也设立了相应的实验室,期盼更轻、性能更强大的材料能早日应用于自家的产品。

 

  根据权威咨询机构预测,新材料中的轻量化材料和高性能合金市场规模到2019年分别可达到1331亿美元和90.9亿美元。

 

  来自美国加州大学欧文分校、加州理工学校和HRL实验室公司的研究人员们给出的答案是:密度仅为0.9毫克/毫升,只有塑料的1/100,厚度更是只有头发的1/1000,低于所有的已知材料,所以堪称世界上最轻的金属。

 

  依我们的常识,金属绝非自然界密度较小的物质。那么,最轻金属又是如何成为密度最低的固体?

 

  这种超轻金属的研发成功,又是大自然的启示。在波音公司的视频中,研究者之一的Sophia Yang博士介绍说,人的骨头外部坚硬,但里面基本是中空的蜂窝状结构。虽然骨头质量不大,却能承受极大的重量。

 

  事实上,我们的自然界还存在大量类似人骨的超轻多孔结构物质,例如植物的茎截面、鸟类翅膀截面、犀鸟嘴部横截面,它们都稳定地支持相关动植物的各种活动。

 

  如果令金属结构类似于骨头内部结构,那么就能做到既轻且坚固。从波音发布的有限图像资料来看,“最轻的金属”经放大数倍后看起来就像一个钢丝床垫,和骨头内部的多孔结构十分类似。

 

  研究人员将这种三维开放蜂窝聚合物结构命名为微晶格。

 

  根据研究人员在《自然》上发表的论文,这种微晶格金属,首先利用光固化聚合物作为模板做出基本的结构,然后使用紫外光将聚合物固化,创造出由支柱和支架组成的3D结构。接着,以电镀的方式在其表面镀上一层超薄的镍;最后,将之前作为支撑的热聚合物以蚀刻的方式去除,就得到了最终的金属部分。这种由连通中空管构成的3D多孔聚合物材料,管壁厚度仅为100纳米。

 

  除了超轻,微晶格金属还具备极佳的抗压弹性和冲击吸收力。被研究人员的手指使劲挤压后,微晶格金属迅速恢复了原状。据介绍,特殊的结构给了这种超轻材料不同于其他金属的独特性质,它可以从超过50%的压缩量中恢复。

 

  超强冲击吸收力,则是通过小学生熟知的高空扔鸡蛋实验来体现的。规则是从25米高的地方扔下一个鸡蛋并设法保护鸡蛋不破碎。通常情况下,学生会选择使用大量泡沫纸及其他减震材料,将鸡蛋层层包裹,但这并不能保证鸡蛋一定完好。然而假如使用少量轻盈的微晶格金属(大约0.9米的材料)包裹鸡蛋再扔,鸡蛋就能平安着陆。由此可以看出,微晶格金属神奇的冲击吸收力。这对于未来的应用十分关键。

 

  Sophia Yang博士称,这种微晶格金属材料未来或许能够用于飞机机舱的内部装饰。“在未来,这种材料可帮助波音公司节约大量的重量,使飞机更省油。”Yang博士补充道。

 

  最轻的金属3D打印打印原来可以放在蒲公英上,实在是不能更酷。如果您对3D打印感兴趣,可以加我们的官方微信:CKLM88,每天推送3D打印最新资讯。3D打印,e键打印轻松搞定。