Microlattices per stampare in 3d un materiale capace di reggere 10 mila volte il proprio peso

Il Microlattices  un materiale Stampato in  3D – che regge  10.000 volte proprio peso

Gli ingegneri dei materiali presso il Lawrence Livermore National Laboratory hanno sviluppato una sostanza e un metodo di stampa che mescola  metallo e ceramica con plastica flessibile e che ha una resistenza sorprendente.

“Può reggere più di 10.000 volte il suo peso”, dice Chris Spadaccini, ingegnere dei materiali presso  il LLNL. “I nostri micro materiali   hanno proprietà che sono disciplinati dalla loro disposizione geometrica in microscala, proprietà che al contrario non dipendono dalla composizione chimica. Abbiamo inventato questi materiali grazie alla proiezione micro-stereolitografia. ”
Il team di LLNL ha  rapidamente creato dei materiali che presentano una serie di intricate geometrie 3D  generate in micro-scala .
In un progetto, il team ha utilizzato un polimero come modello per realizzare quello che chiamano “microlattices “. Questo polimero è stato  ricoperto da uno strato sottile di metallo   da 200 a 500 nanometri di spessore. Poi col calore  è stato rimosso  il centro del polimero dalla struttura, lasciando un metallo cavo che risulta  sia ultraleggero sia  estremamente forte.

“La chiave di questa ultra rigidità  è che tutti gli elementi  micro-strutturali in questo materiale sono stati progettati  per contrastare i vincoli e  non si piegano sotto il carico applicato”, come spiega  Xiaoyu “Rayne” Zheng.

E il processo funziona con diversi materiali, da polimeri ai metalli fin’anche alla ceramica.

L-R- Eric Duoss Julie Jackson Chris Spadaccini Xiaoyu Rayne  Zheng  and Todd WeisgraberIn un’altra applicazione del metodo, la squadra LLNL ha ripetuto il concetto col polimero microlattices , ma al posto di un cappotto con metallo, è stata usata la ceramica  esattamente un rivestimento spesso circa 50 nanometri. Ottenendo un materiale con quattro ordini di grandezza superiore a quella dell’ aerogel con  una densità paragonabile

L’aerogel è mille volte meno denso del vetro e tre volte più denso dell’aria.

Un terzo esperimento ha visto la squadra utilizzare un polimero e impasto ceramico per costruire un ibrido . Ciò che è risultato  è un materiale completamente ceramico che mostra resistenza e rigidità, come gli altri due materiali precedenti.

Il lavoro è stato completato e pubblicato da Spadaccini, Zheng, e dal professore del MIT Nicholas Fang.

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