LLNL 3D打印的頭盔襯墊“70%是空的”
2015年8月，3D打印行業(yè)中的兩家相當(dāng)有影響的機構(gòu)——美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）和歐特克（AutoDesk）公司——簽署了一項為期18個月的共同合作研究和開發(fā)協(xié)議（CRADA）。根據(jù)這項協(xié)議，LLNL的研究團隊將使用歐特克公司的生成設(shè)計軟件來研究3D打印材料的微觀結(jié)構(gòu)。具體來說，他們將通過共同開發(fā)新一代的防護頭盔，來驗證該項目的研究成果。近日，網(wǎng)絡(luò)媒體Mic.com對該項目進行了深入采訪，獲得了研究團隊迄今所獲得的最新進展。
通過將歐特克功能強大的Project Dreamcatcher軟件與LLNL在微觀結(jié)構(gòu)上的研究成果結(jié)合起來，項目團隊的研究目的是希望能夠確定到底什么樣的沖擊會造成腦震蕩。據(jù)LLNL研究人員Eric Duoss解釋說：“在某種程度上這是一種全新的設(shè)計思路。你能夠預(yù)先設(shè)計一套目標(biāo)屬性或者性能要求，而且不需要對其結(jié)構(gòu)會是什么樣子擁有詳細或者直觀的了解.....，你要做的是讓計算機為你生成滿足要求的結(jié)構(gòu)。”
LLNL的研究強項——微晶格結(jié)構(gòu)
據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，通過設(shè)計目標(biāo)來指導(dǎo)生成CAD模型的這個想法是歐特克公司的最新軟件，比如Dreamcatcher和Within，的核心。而LLNL在微體系結(jié)構(gòu)方面的研究，則需要實現(xiàn)具備極高分辨率水平的3D打印精度，才能夠?qū)⒀芯咳藛T的想法在顯微鏡水平下實現(xiàn)，這樣他們才能夠按照不同的模式來布置微小的晶格結(jié)構(gòu)，從而形成不同的物理形成。Duoss宣稱，通過以不同的方式分配材料，他們已經(jīng)學(xué)會如何生成“以前無法獲得的”物理屬性。
而現(xiàn)在，研究團隊正在尋找最好的材料來替代我們已經(jīng)在頭盔中習(xí)慣看到的泡沫墊。迄今為止，他們已經(jīng)將目光聚焦在硅膠身上。據(jù)LLNL計算工程部門的副主任Dan White介紹，他們正在將微晶格結(jié)構(gòu)用于硅膠制成的頭盔內(nèi)襯上，這導(dǎo)致了該內(nèi)襯內(nèi)部的70%到80%全是空的，但是他們發(fā)現(xiàn)，像這樣的空心硅膠襯墊要比實心的泡沫多吸收50%的沖擊能量。與此同時，該頭盔將通過3D打印來制造，因為這樣，他們才能夠根據(jù)使用者的頭型進行量身定制。
2015年由威爾史密斯主演的電影《Concussion（腦震蕩）》的播出，使人們對橄欖球運動員在其職業(yè)生涯中可能會使腦部遭受損傷的情況日益關(guān)注。而在不久前，美國橄欖球職業(yè)大聯(lián)盟（NFL）也同意支付高達10億美元的賠償金與該國5000多名遭受腦震蕩及其他相關(guān)疾病折磨的退役選手達成和解。在這樣的背景下，當(dāng)前的頭盔制造商正在積極試圖解決這一問題，以更好地保護運動員的頭部，但是歐特克研究部門獲得的成果無疑會將頭盔的設(shè)計提升到一個全新水平。
目前，這兩家合作伙伴已經(jīng)為他們的發(fā)明申請了專利，他們計劃向?qū)I(yè)制造商發(fā)放許可以生產(chǎn)新一代的頭盔。據(jù)了解，在18個月的項目期結(jié)束之后這項研究工作仍將繼續(xù)，下一步LLNL將研究3D打印自行車頭盔以及微結(jié)構(gòu)在飛行器設(shè)計中的使用。
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