一種新型3D打印材料，可用于制造更靈活、更高效的防護服

魔猴君  科技前沿   4天前

在許多行業中，穿戴防護服對于確保員工安全至關重要。然而，這些設備通常較為堅硬，會限制活動。為了解決這個問題，赫瑞瓦特大學的一位紡織工程師開發了一種材料，可以使防護裝備更加靈活舒適。與通常由厚泡沫制成以吸收沖擊力的傳統服裝不同，這種新型面料在提供良好防護的同時，還能提供更大的活動空間。

為了克服傳統防護服的剛性限制，蘇格蘭加拉希爾斯紡織與設計學院的研究員Saadullah Channa博士創新性地運用了3D打印技術。他設計了一種由單一軟樹脂制成的新型柔性材料，采用倒置蜂窩結構，為傳統泡沫提供了一種輕質且適應性更強的替代品。讓我們更詳細地探討這一突破。

3D打印技術帶來靈活、輕薄且具有保護作用的材料

這種結構并非像傳統蜂窩那樣采用六邊形單元，而是具有向內折疊的壁。這種特殊的形狀賦予了它獨特的性能：拉伸時，它會膨脹而不是收縮；受到撞擊時，它會收緊而不是打開。這使得材料更加柔韌耐用。這種名為“膨脹結構”的3D打印材料的初步測試結果令人鼓舞。一層5毫米厚的薄層，其抗沖擊性能比同等厚度的普通泡沫高出三倍。此外，它還能向各個方向輕松彎曲，在提供良好防護的同時，提升了舒適度和活動自由度。

事實上，聚氨酯通常是防護泡沫的主要成分。它能形成微小的氣泡，這些氣泡會變硬，形成一道堅固的防沖擊屏障。然而，這些泡沫通常很厚，有時需要用更硬的材料加固才能更耐用。作為論文的一部分，Channa博士致力于尋找一種比傳統泡沫更薄的材料，同時仍然提供更好的沖擊防護。他解釋說：“我想要一種能夠降低泡沫厚度，同時提高抗沖擊性能的材料。我的研究表明，3D制造的倒置蜂窩結構在防護裝備方面具有巨大的潛力，有助于保護膝蓋、臀部、肘部和肩部。這種設計提供了舒適性、活動自由度和出色的減震效果。”

Channa博士發現，通過將柔性聚氨酯類樹脂以倒置蜂窩狀排列，可以實現更強的保護，同時保持更薄的涂層，使運動更加輕松。他們在加拉希爾斯校區進行了多項測試，使用傳感器測量材料在撞擊過程中受到的力。這些測試表明，這種特殊結構能夠很好地吸收能量，證明了其有效性。

編譯整理：3dnatives