中新網(wǎng)8月11日電 據(jù)中國(guó)國(guó)防科技信息網(wǎng)報(bào)道,美國(guó)陸軍頭盔為彈道武器提供最有名的防御,但沒人知道這些頭盔能夠承受多大的戰(zhàn)斗沖擊波。美陸軍研究實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家正使用不同的方式,來研究沖擊波對(duì)士兵顱骨內(nèi)部、表層和外部的影響,其中一種方式就是3D打印。
在戰(zhàn)場(chǎng)上,高階炸藥如C4或TNT產(chǎn)生出超壓沖擊波,可對(duì)大腦造成嚴(yán)重?fù)p害。
為探索這種沖擊波如何,以及在何種程度上引起腦損傷,并且需要作出何種措施來使陸軍頭盔除了保護(hù)頭部之外,還要保護(hù)大腦,美陸軍研究實(shí)驗(yàn)室研究人員正在創(chuàng)建人造顱骨,這種顱骨外觀和行為像是20、30年的老士兵頭骨。這些人造顱骨將在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行測(cè)試,模擬實(shí)戰(zhàn)爆炸事件,以開發(fā)新的軍用頭盔襯墊、外殼和其他防護(hù)設(shè)備模型。
使用3D打印技術(shù),美陸軍研究實(shí)驗(yàn)室研究人員正在使用合成材料開發(fā)類顱骨。研究人員已使用CT掃描圖像來獲取右側(cè)顱骨幾何形狀和結(jié)構(gòu),并使用這些圖像和3D打印技術(shù)生產(chǎn)類骨替代物模型,這些模型將用于在模擬爆炸和沖擊條件下測(cè)試新的頭盔襯墊材料。
ARL材料工程師托馬斯·普萊斯特德博士表示,“人類顱骨的機(jī)械性能隨著年齡而變化,取決于個(gè)人健康。捐助的可用于測(cè)試的顱骨通常來自年長(zhǎng)的人,這些顱骨的性能會(huì)有很大變化,可能沒有與陸軍士兵平均顱骨相同的反應(yīng)。”
此項(xiàng)研究的目標(biāo)是確定襯墊和頭盔外殼材料如何來保護(hù)頭部免受傷害。
普萊斯特德表示,“我們正在對(duì)頭部和頭盔影響進(jìn)行計(jì)算機(jī)模型化,以了解如何調(diào)整襯墊性能可降低頭盔周圍區(qū)域各種影響的加速蔓延。接下來,這些屬性被設(shè)計(jì)到材料中,并在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行測(cè)試,以驗(yàn)證我們?cè)谟?jì)算機(jī)模型中看到的東西。這項(xiàng)研究深入洞察了最優(yōu)材料結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)增加的能量吸收的材料組合,并且穿著舒適。”
今年早些時(shí)候,ARL通過高擊中比率,對(duì)人造骨骼基礎(chǔ)材料進(jìn)行了測(cè)試,對(duì)采用相同技術(shù)測(cè)試的人類骨骼斷裂屬性進(jìn)行比較。他們得出結(jié)論,人類骨骼與人造骨骼旗鼓相當(dāng)。
普萊斯特德表示,“我們下一步就是要確定我們可用3D打印實(shí)現(xiàn)的分辨率限制,以及這種分辨率如何捕獲到我們尋求的性能。”
他表示希望在2014年秋季開始3D打印人造骨骼。
截止目前,美陸軍已經(jīng)將3D打印廣泛用于打印彈頭組裝研究、衣服和可穿戴傳感器,以及3D打印食物,3D打印生物機(jī)幫助受傷的士兵恢復(fù)。(宋文文)
(來源:中國(guó)新聞網(wǎng))