3D編制紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料具備剛性與減震性
【中國智能制造網(wǎng)技術(shù)前沿】研究人員利用多層3D編織技術(shù)紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料(3D woven technical textile composites)作為纖維材料，各層材料的排布使得中間的紡織結(jié)構(gòu)層的活動性，而外部各層材料則保持剛性，從而在實(shí)現(xiàn)高剛性的情況下還能獲得良好的減震效果。
3D編制紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料兼顧剛性與減震性
據(jù)外媒報(bào)道，英國薩里大學(xué)(University of Surrey)與美國霍普金斯大學(xué)(Hopkins University)聯(lián)手生產(chǎn)了一款新材料，該材料可被用于未來的汽車制造。新款材料可耐受激烈的震動，還擁有卓越的噪音抑制效果(消聲，sound dampening)。
研究人員利用多層3D編織技術(shù)紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料(3D woven technical textile composites)作為纖維材料，各層材料的排布使得中間的紡織結(jié)構(gòu)層的活動性，而外部各層材料則保持剛性，從而在實(shí)現(xiàn)高剛性的情況下還能獲得良好的減震效果。
這類材料屬性在常規(guī)材料中很罕見，因?yàn)閯傂缘奶嵘馕吨鴥?nèi)部顆粒物的移動性降低，從而導(dǎo)致減震效果弱化。反之，在確保減震性的同時(shí)，剛性會弱化。這就是許多金屬剛性高但減震效果差，而泡沫擁有良好減震性但剛性不高的原因了。
毫無疑問，研究人員的新發(fā)明給人留下了深刻的印象，將對許多產(chǎn)品的制造造成較大沖擊，特別是那些既需要剛性又需要減震性的產(chǎn)品。
想象一下，在制造車身鈑金件時(shí)，用新材料替代傳統(tǒng)的鋼材及鋁材，車輛運(yùn)行時(shí)，座艙內(nèi)部將更為靜謐。如今，車企已采用了大量的隔音材料，確保乘客免受噪音及震動的打擾。
然而，這需要犧牲車輛總體性能及燃油經(jīng)濟(jì)性，引入隔音材料不僅會影響車輛的性能，還會縮小車內(nèi)的空間。然而，若采用3D編織紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料后，不僅能實(shí)現(xiàn)車輛的減重目標(biāo)，還能提升車內(nèi)空間。此外，該款材料頗有前景，這主要得益于其耐高溫的特性。
在研究論文中有寫道：“除了減震及其他13種機(jī)械性能優(yōu)點(diǎn)外，該款3D紡織結(jié)構(gòu)材料還展現(xiàn)了定制化流體滲透性(fluidic permeability)、熱傳輸(thermal transport)及耐高溫特性，可為未來的研究提供多種功能。”
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