研究人员受人体骨骼“梁”启发开发了抗疲劳的(2) - 微计算机信息杂志社投稿

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研究人员受人体骨骼“梁”启发开发了抗疲劳的(2)

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▲图4 横向体积对重复多孔疲劳寿命的影响固体。 (A) 显示了受骨骼启发的微观结构和八位字节桁架的图像。（比例尺：5 毫米。）（B）显示了按设计打印或带有加厚（彩色）棒状支柱的微结构材料的疲劳寿命。加厚横向支柱会增加疲劳寿命，而加厚垂直支柱会降低疲劳寿命（也显示了比刚度，E0/ρ）。

改性松质骨微结构的增材制造

机械加载前收集的松质骨样品的微机断层扫描图像，通过在表面添加材料进行数字化改变。高分辨率立体光刻系统（M1；碳）用于提取氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯聚合物树脂（UMA 90；碳；E = 2 GPa），放大倍数为 1.5 倍（直径 12 毫米，长度约 30 毫米）。微计算机断层扫描图像的使用证实了打印几何的准确性。增材制造生成的模型接受从 0 到归一化初始压缩应力 σ/E0 的循环疲劳载荷，对应于 9,500、6,500 或 4,500 με，直至失效（应用 4% 应变）。实验共使用了 45 个松质骨微结构模型（5 种不同的微结构 × 3 种不同的杆厚度 × 3 种不同的归一化应力大小）。使用不透射线的染料渗透剂识别聚合物样品中的损坏。

▲图5. 研究人员设计了一个具有相同编号的小梁棒状和板状结构，并将它们以周期性模式排列，从而提供了一种增强轻质 3D 打印结构的新方法。图片来源：普渡大学照片 Pablo Zavattieri

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