據(jù)外媒報道，馬德里卡洛斯三世大學（Universidad Carlos III de Madrid）、德州農工大學（美國）和以色列理工學院（Israel Institute of Technology）聯(lián)手對航空航天和汽車業(yè)使用的3D打印金屬展開研究，并發(fā)現(xiàn)了這類金屬在極端載荷條件下發(fā)生機械故障的兩種機制。

自20世紀80年代以來，用3D打印金屬制造的零部件在各行業(yè)得到廣泛利用。由于制造工藝的原因，這類材料內部通常都有微小的孔（約幾十微米），當對其施加載荷時，孔隙會變得更大。為了解這些韌性金屬（能夠吸收能量）是如何斷裂的，研究小組開始分析，當施加載荷時，這些“微孔”發(fā)生了什么。

主要研究人員之一、UC3M連續(xù)介質力學和結構分析系的非線性固體力學研究團隊的Guadalupe Vadillo稱：“比如說，大部分汽車構件都是由韌性金屬制成的，這類金屬能夠吸收碰撞能量，因此可以在發(fā)生交通事故時，提高車輛安全性。對關鍵工業(yè)部門來說，了解和預測韌性金屬是如何斷裂的，就等于是在優(yōu)化抗沖擊吸收能量結構的設計。”

此項研究發(fā)現(xiàn)了導致材料失效的兩種機制。首先，微孔出現(xiàn)和增長，導致材料軟化直至斷裂；其次，當材料內部的多個微孔相互連接并相互作用，會發(fā)生聚結，加速斷裂。

Guadalupe Vadillo表示：“在這項工作中，我們通過加速或延緩材料斷裂，確定了材料中的微孔或固有微孔如何增長、收縮和相互作用，這取決于材料的粘度（施加載荷時的變形速度）、對材料施加載荷的速度和加載路徑（方向和其他因素）?！?/p>

該項研究幫助我們更深入地了解3D打印韌性金屬的行為方式，推動不同行業(yè)設計和制造更堅固的零部件。這些材料可用于注重能量吸收的工藝，例如航空航天業(yè)制造新型機身、汽車業(yè)使用的各類汽車部件或生物醫(yī)學業(yè)開發(fā)植入物。
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