Ученые создают структуру, вдохновленную костями, для более прочной 3D-печати
Большинство людей сломают хотя бы одну кость за свою жизнь, но просто подумайте обо всем стрессе, который испытывают ваши кости, не ломаясь. Ученые из Университета Корнелла, Университета Пердью и Университета Кэз Вестерн Резерв использовали вдохновение из костей для создания более прочных 3D-печатных структур. Это может в конечном итоге сделать 3D-печать жизнеспособной для приложений с высокими ставками, таких как строительство и дизайн самолетов.
Ни кости, ни 3D-печатные объекты не являются абсолютно твердыми - это сделает их слишком тяжелыми. В 3D-печати проекты часто используют различные «заполнители» для усиления структуры. В костях сила происходит от губчатых структур, названных trabeculae. В обоих случаях ключом являются коллекции столбцов и балок, которые равномерно распределяют нагрузку. Команда обнаружила, что создание модифицированных версий «балок» внутри человеческой кости с помощью 3D-печати может привести к созданию объектов, которые гораздо более долговечны
Трабекулы состоят из вертикальных пластинчатых стоек и горизонтальных стержнеобразных структур, которые действуют как колонны и балки. Когда вы молоды, трабекулы в ваших костях плотные с этими лучами и колоннами. Однако с возрастом кости становятся менее плотными, поэтому переломы чаще встречаются у пожилых людей. Исследователи хотели увидеть, какое влияние оказывают две структуры трабекул на прочность.
Команда подозревала, что вертикальные пластины вносят вклад в жесткость и прочность кости, но именно горизонтальные балки делают кость долговечной в течение длительного времени. Чтобы продемонстрировать это, команда создала 3D-модель трабекул (ниже). Они показали, что трабекулы, напечатанные на 3D-принтере, имеют механические свойства, аналогичные реальной кости. Затем они создали полностью синтетическую структуру, вдохновленную человеческой костью, и отрегулировали толщину горизонтального луча. Они обнаружили, что более 30% толщины балки привели к 100-кратному увеличению несущей способности, что является убедительным доказательством того, что горизонтальные конструкции являются основным фактором прочности.
Утолщение горизонтальных опор существенно не увеличивало вес 3D-печатных объектов. Это означает, что мы могли бы в конечном итоге создать большие 3D-печатные конструкции, которые были бы прочными и достаточно легкими для транспортировки с места на место. Это также может сделать эти марсианские места обитания более крепкими. Это может даже помочь нам лучше понять изменения, происходящие в костях по мере их старения, что может привести к новым методам лечения, которые уменьшают разрывы.
Читать далее
Самая маленькая летающая структура, когда-либо сделанная, вдохновленные рассказами и семенами
Исследователи разработали наименьшие изготовленные человеком, которые когда-либо построили: целый новый кадр биомиметических крылатых микросхемы, размер зерна песка. Что это, вертолет для муравьев?
Исследователи разработали крошечный датчик глубины, вдохновленный пауч
Ваш смартфон может иметь несколько различных технологий распознавания глубины для таких функций, как разблокировка лица и фотографии в портретном режиме. Точный метод измерения расстояния до объекта может быть разным, но все они могут в один прекрасный день быть заменены датчиком нового типа, основанным на природе.
Это Sci-Fi-Вдохновленный устройства могут заменить громоздкие, дорогие рентгеновские аппараты
Компания представила новый недорогой сканер рентгеновских лучей называется Nanox.Arc. Он надеется, что развертывание 15000 единиц в ближайшие годы, с целью создания медицинских сканы более доступным и доступным.