来自谢菲尔德大学和伦敦帝国理工学院的联合研究小组开发了一种新的3D打印超材料:超晶体材料。这种新材料集成了一种新颖的晶格组合物，模拟了多晶微结构的结构。
必威手机注册增材制造在创造超材料方面开辟了大量的新潜力，因为它能够生产复杂的内部几何形状，而这些内部几何形状本身就赋予了部件特定的属性和特征。然而，这些潜力尚未被充分利用。
,而晶格结构通常集成到3 d印刷结构来降低体重,同时提供一定程度的力量,许多模式生成统一的布局,这意味着晶格中的所有节点符合一个常规数组中使用struts节点之间所有常见的飞机。
晶格的均匀结构是受到金属单晶结构的启发。正如研究人员在他们的研究中解释的那样，晶格中的节点相当于单晶体中的原子，而支柱模拟了原子键。虽然这些类型的晶格可以表现得很好，但它们也有其局限性，主要是在机械性能方面。
具有统一晶格几何结构的3D打印部件在压缩时容易变形，因为晶格会沿着节点的一个或多个平面剪切。研究人员写道:“没有什么可以抑制这种剪切，坍塌就会变成灾难性的。”
然而，通过模拟多晶材料的结构，研究人员找到了解决这一挑战的方法。在多晶材料中，原子平面的排列是完全随机的，所以当剪切力作用在一个特定的方向时，当它到达一个原子排列与开裂晶体不同的晶体时，裂纹或断裂会减慢甚至停止。对于多晶材料，也有可能以相、沉淀物或夹杂的形式引入不同的材料，这可以增强材料。
基于这个冶金学的洞察力,伊恩•托德教授材料科学与工程系谢菲尔德大学和他的同事们开始开发3 d打印的晶格结构,模拟多晶微观结构,从而提供更好的强度和抵抗伤害比部分统一的晶格。
托德教授说:“这种材料开发方法对增材制造行业具有潜在的深远影响。”必威手机注册“物理冶金与建筑超材料的融合将使工程师能够创造出具有预期强度和韧性的耐损伤建筑材料，同时也提高了建筑材料对外部负载的响应性能。虽然这些材料可以作为独立的结构使用，但它们也可以与其他材料相渗透，以创建广泛应用的复合材料。”
将多晶微结构调整为可打印的晶格结构需要计算机对原子结构进行建模、放大并在此基础上创建介观结构。这种新材料被恰当地称为超晶体，为下一代材料的构思和开发提供了一种新的创新模式。
在他们的研究中，研究人员3D打印了一系列集成了超晶结构的测试部件。据报道，这些部件在测试中表现良好，显示了它们的能量吸收能力和强度。事实上，超晶成分能够承受的能量几乎是单晶晶格的7倍。
Minh-Son Pham伦敦帝国理工学院的博士补充道:“这种meta-crystal方法可以结合近期多材料3 d打印技术的发展打开一个新的前沿研究开发新的先进的材料,是轻量级和机械强劲,有可能推进未来的低碳技术。”
最近公布了一项详细研究发表在《大自然。
