3D 設(shè)計軟件公司 General Lattice 已獲得美國陸軍的合同，以使用 3D 打印和先進(jìn)(jìn)的晶格幾何來(lái)改善陸軍作戰(zhàn)頭盔的沖擊吸收。為期一年的研究和開(kāi)發(fā)(fā)項目目前正在伊利諾伊州芝加哥的 General Lattice 工廠(chǎng)進(jìn)(jìn)行，該公司將開(kāi)發(fā)(fā)預(yù)測建模工具集來(lái)設(shè)計和生成頭盔的優(yōu)(yōu)質(zhì)(zhì)晶格材料。

由 General Lattice 創(chuàng )(chuàng)建的分級 3D 打印晶格。照片來(lái)自 General Lattice。

用晶格材料改造設(shè)計

根據(jù) General Lattice 的說(shuō)法，晶格材料有可能徹底改變公司在各個(gè)領(lǐng)(lǐng)域制造新產(chǎn)(chǎn)品的方式，包括商業(yè)(yè)、工業(yè)(yè)和軍事市場(chǎng)。該公司成立于 2019 年 2 月，目標(biāo)是讓增材制造的設(shè)計成為一種無(wú)縫體驗，并專(zhuān)注于優(yōu)(yōu)化現(xiàn)實(shí)世界最終用途應(yīng)用的晶格結(jié)構(gòu)。該公司利用計算設(shè)計、先進(jìn)(jìn)晶格材料和 3D 打印的組合來(lái)設(shè)計和制造個(gè)性化產(chǎn)(chǎn)品，這些產(chǎn)(chǎn)品可以根據(jù)特定的生物特征進(jìn)(jìn)行微調(diào)，而不會(huì )產(chǎn)(chǎn)生通常與傳統(tǒng)定制技術(shù)(shù)相關(guān)(guān)的額外成本和浪費。

General Lattice 創(chuàng )(chuàng)建的 3D 打印晶格結(jié)構(gòu)。照片來(lái)自 General Lattice

改進(jìn)(jìn)美軍作戰(zhàn)頭盔

萊迪思將軍的任務(wù)(wù)是改進(jìn)(jìn)美國陸軍士兵使用的沖擊吸收戰(zhàn)斗頭盔，并準(zhǔn)確滿(mǎn)足 DEVCOM 士兵中心 (DEVCOM-SC) 的關(guān)(guān)鍵性能要求。新頭盔旨在增強士兵在野外的保護(hù)和生存能力。由于頭盔中使用的傳統(tǒng)泡沫材料的性能已經(jīng)(jīng)耗盡，General Lattice 開(kāi)始使用其 3D 打印和先進(jìn)(jìn)的晶格技術(shù)(shù)來(lái)設(shè)計和驗證替代品。

該公司正在開(kāi)發(fā)(fā)預(yù)測建模工具集，以使用計算設(shè)計和數(shù)字制造技術(shù)(shù)，根據(jù)真實(shí)世界的數(shù)據(jù)設(shè)計和生成晶格材料。該公司設(shè)計的晶格材料無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)的復(fù)合材料和制造工藝獲得，并將在現(xiàn)實(shí)環(huán)(huán)境中進(jìn)(jìn)行測試以確保其性能。

該公司選擇了多種可能的材料和硬件用于戰(zhàn)斗頭盔的懸掛系統(tǒng)，以提高其沖擊吸收能力。將測試 Lattice 樣本以驗證 General Lattice 預(yù)測模型的準(zhǔn)確性，如果成功，DEVCOM-SC 可以在未來(lái)探索用于廣泛應(yīng)用的晶格填充配置文件。

帶有 3D 打印格子襯墊的棒球頭盔，旨在展示公司的能力。照片來(lái)自 General Lattice

使用 3D 打印格子改善沖擊吸收

隨著(zhù)用于 3D 打印晶格結(jié)構(gòu)的技術(shù)(shù)和材料不斷改進(jìn)(jìn)，這種結(jié)構(gòu)正被部署用于越來(lái)越多的應(yīng)用，特別是它們的沖擊吸收優(yōu)(yōu)勢。因此，一段時(shí)間以來(lái)，3D 打印晶格已被用于改善健康和安全。2014 年，加州大學(xué)(xué)洛杉磯分校的研究人員試圖通過(guò)創(chuàng )(chuàng)造一種吸收沖擊的 3D 打印微晶格材料來(lái)保護(hù) NFL 球員免受腦震蕩、癡呆和重復(fù)頭部外傷引起的其他疾病。該技術(shù)(shù)已在體育界的其他地方得到應(yīng)用，3D 打印機(jī)制造商 Carbon 和體育用品制造商 CCM Hockey 3D 打印了世界上第一個(gè)通過(guò) NHL 認(rèn)證的曲棍球頭盔襯墊，具有數(shù)字打印的晶格結(jié)構(gòu)。

國防部門(mén)也對該技術(shù)(shù)表現(xiàn)出興趣。由麻省理工學(xué)(xué)院、加州理工學(xué)(xué)院、蘇黎世聯(lián)(lián)邦理工學(xué)(xué)院和美國陸軍研究實(shí)驗室組成的士兵納米技術(shù)(shù)研究所 (ISN) 已使用納米級的 3D 打印技術(shù)(shù)形成一種材料，據(jù)報道這種材料在阻止射彈方面比 Kevlar 或鋼。這種材料由微小的碳晶格制成，有可能用于武裝部隊的防彈裝甲和裝備。

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