{"id":21987,"date":"2019-12-06T00:01:13","date_gmt":"2019-12-05T23:01:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=21987"},"modified":"2019-12-05T13:03:11","modified_gmt":"2019-12-05T12:03:11","slug":"3d-gedruckte-polymerwuerfel-061220191","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-gedruckte-polymerwuerfel-061220191\/","title":{"rendered":"3D-gedruckte Polymerw\u00fcrfel k\u00f6nnen dem Aufprall von Kugeln widerstehen"},"content":{"rendered":"

An der Rice University in Houston haben Forscher 3D-gedruckte Polymerw\u00fcrfel hergestellt, die Kugeln standhalten. Ihr Geheimnis liegt in der Konstruktion dieser W\u00fcrfel, die aus verschiedenen Gitterstrukturen bestehen und sie dadurch wesentlich widerstandsf\u00e4higer machen. Es ist diese Struktur, die es dem W\u00fcrfel erm\u00f6glichen w\u00fcrde, dem Aufprall einer Kugel standzuhalten, die mit 5,8 km pro Sekunde aufprallt und so stark wie ein Diamant ist. Eine Anwendung, die einmal mehr die Relevanz des Designs for additive Manufacturing<\/a> verdeutlicht: Die Konstruktionsschritte haben einen signifikanten Einfluss auf das 3D-Druckteil, in Bezug auf Gewicht, Festigkeit, etc.<\/p>\n

Die Forscher benutzten Rohrformen, die der Chemiker Ray Baughman von der University of Texas in Dallas und der Physiker Douglas Galv\u00e3o entwickelt hatten, um ihre W\u00fcrfel zu drucken. Es handelt sich um komplexe theoretische mikroskopische Strukturen aus vernetzten Kohlenstoff-Nanor\u00f6hrchen, die eine sehr hohe Festigkeit aufweisen w\u00fcrden. Die Entwicklung der additiven Fertigung hat es erm\u00f6glicht, diese Formen nachzubilden: Amerikanische Wissenschaftler gingen von einem Tubulan-Modell aus, das sie vergr\u00f6\u00dfert und mit einer speziellen Software \u00fcberarbeitet und dann in 3D aus Polymer gedruckt haben.<\/p>\n

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Die Forscher lie\u00dfen sich von Rohrformen inspirieren<\/p><\/div>\n

Tubulan-inspirierte W\u00fcrfel k\u00f6nnen dem Aufprall von Kugeln widerstehen<\/h3>\n

Verschiedene Tests wurden durchgef\u00fchrt, um zu verstehen, ob tubulaninspirierte Strukturen einen Einfluss auf die Festigkeit eines Teils haben. Die Forscher erkl\u00e4ren, dass sie zun\u00e4chst einen herk\u00f6mmlichen Polymerw\u00fcrfel geschaffen haben: Er widersteht dem Aufprall des Geschosses nicht und wurde stark besch\u00e4digt. Sie druckten dann den W\u00fcrfel in 3D, indem sie die Struktur der Kohlenstoff-Nanor\u00f6hrchen nachahmten: Laut dem Team ist er 10 mal widerstandsf\u00e4higer. Durch das Abfeuern einer Kugel mit 5,8 km pro Sekunde wurde sie bereits durch die zweite Polymerschicht gestoppt. Seyed Mohammad Sajadi, Hauptleiter der Forschung, erg\u00e4nzt: „Die Kugel war in der zweiten Schicht der Struktur eingeschlossen, w\u00e4hrend sich im festen Block die Risse \u00fcber die gesamte Struktur ausbreiteten. Tests in einer Laborpresse zeigten, wie das por\u00f6se Polymernetzwerk es erm\u00f6glichte, dass die Tubulanbl\u00f6cke auf sich selbst zusammenprallen, ohne zu brechen.“<\/em><\/p>

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Das Team hatte angenommen, dass eine por\u00f6se Struktur die Bremskraft eines Objekts reduziert, aber in Wirklichkeit erkannten sie durch praktische Tests, dass die Gitterstruktur von Polymerw\u00fcrfeln komprimiert und zusammengebrochen werden kann, um die kinetische Energie eines Aufpralls zu absorbieren und so Sch\u00e4den zu kontrollieren. Eine Anwendung, die zeigt, wie kosteng\u00fcnstigere Polymere anstelle von Metall verwendet werden k\u00f6nnen, um langlebige Teile und Komponenten herzustellen. Wir denken an Sektoren wie Luft- und Raumfahrt, Medizin und Verteidigung. Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Rice University HIER<\/a>.<\/p>\n