从鱼鳞中汲取灵感加拿大研发3D打印防护手套
- 来源：3D虎
- 编辑：齐之越
- 2017/9/20 9:05:36
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【中国智能制造网 新闻】日前，加拿大麦吉尔大学的机械工程师团队正在模仿模仿gar鱼的皮肤制作3D打印手套，以保护佩戴者免受针刺破，同时保持足够的柔韧度以使其能够充分运动。经过几次不同的尝试，工程小组发现，强大的铠甲是接近真正gar鱼鳞的铠甲。
蒙特利尔麦吉尔大学的机械工程师团队从动物世界获取灵感以发展新的3D打印铠甲。乍看之下，海螺壳、鱼鳞和蜘蛛丝与防弹背心、运动头盔和防护手套无关。但根据麦吉尔工程师Francois Barthelat的说法，在这些天然结构中，其与3D打印保护设备的发展有着千丝万缕的关系。
“自然一直在玩数百万年的游戏，”Barthelat说道。无论是贝壳、鳞片还是蚕丝，动物的天然“盾牌”对于抵抗汹涌的风浪和掠食者锋利的牙齿和爪子至关重要。“这真的是一个非常大的灵感库，”他指出。现在，Barthelat正在利用这些灵感探索制造人类盔甲的新框架。机械工程师注意到，可能性很大。
以鳄鱼为例。位于路易斯安那州和德克萨斯州水域的光线鱼类运动几乎不可逾越。作为一种天然护甲的形式，比大多数鱼鳞更加坚固，加冕鳞片非常坚硬，甚至不能刀切割。 “这感觉几乎像牙齿，”Barthelat说。
该团队的测试开始于市场上的死鱼和一根简单的针。McGill工程师初开始尝试使用条纹鲈鱼，这是一种鳞片相对坚固的普通鱼类，然而立即被针刺破。“当我们对gar鱼做同样的测试时，”Barthelat指出，“我们不能穿过皮肤。小针基本上会弯曲。即使是较大的钢针也无法破坏gar鱼的鳞片。”
令人印象深刻的是，Barthelat和他的同事们开始模仿gar鱼的皮肤。迄今为止，该团队一直致力于完善尺度复杂的布局：它们将塑料3D打印到橡胶垫上，然后调整尺寸、间距、形状和厚度，以查看哪些版本佳。
经过几次不同的尝试，工程小组发现，强大的铠甲是接近真正gar鱼鳞的铠甲。事实证明，规模越小，打破越难。重叠的鳞片与真实的鱼鳞类似，通过更好的分布也显示出相当的防御实力。
Barthelat和他的同事现在已经开始生产陶瓷鳞片，然后将其粘贴到凯夫拉手套上，用于处理锋利的物体。然而，凯夫拉尔手套不会使佩戴者：即使手套几乎不可能用刀切割，针头可以很容易地滑过凯夫拉手套的缝合线。这意味着从事清理公园或分类回收工作的工人的危险，即使被忽视的针头仍然可能造成工人相当大的损伤。正如Barthelat解释的那样，“技术现在所能提供的好的东西还不能够充分保护他们正在做的工作。”
接下来，Barthelat将会处理材料本身。他的目标是终制造可以保护佩戴者免受针刺破的手套，同时保持足够的柔韧度以使其能够充分运动。工程中的当前原型镶嵌有尺寸为2毫米的激光切割氧化铝标尺，尽管Barthelat认为更小的刻度对于手指关节周围的区域是有用的。安大略省的Superior Glove公司已经进行了广泛的测试，取得了积极的成果。但Barthelat表示手套不符合标准测试。
虽然采用鳞片风格的防护手套在工作中表现良好，但Barthelat认为防弹背心的装甲是一个不同的故事。即使如此，工程师设计的衬可以帮助防止刺伤，或者可以用来补充更加标准装甲的脆弱地区。他说：“如果我们能够使用生物灵感来设计解决手套和手指的问题，那么我们几乎可以处理身体上的任何东西。”
(原标题：麦吉尔大学工程师们使用3D打印制作不可穿透的“鱼鳞”手套)
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