Carbon的3D打印結構如何對泡沫塑料行業(yè)帶來沖擊,？

近日，3D打印公司Carbon表示,，3D打印多種彈性體材料的復雜多樣網格結構將使其能夠影響甚至擾亂當前的泡沫塑料行業(yè),。也就是說，雖然當前的泡沫塑料仍然發(fā)揮著舒適性,、安全性的作用,，但Carbon相信其定制化的3D打印結構將以其獨特的優(yōu)勢取代部分的泡沫塑料市場。當前的泡沫塑料應用,，可以把它區(qū)分為消費級和工業(yè)級的應用,。

泡沫塑料按其泡孔結構可分為閉孔,、開孔和網狀泡沫塑料,。閉孔泡沫塑料所有泡孔幾乎都是不連通的。開孔泡沫塑料所有泡孔幾乎都是連通的,。幾乎不存在泡孔壁的泡沫塑料稱作網狀泡沫塑料,。

消費級的泡沫塑料用途廣泛，硬質泡沫塑料可做熱絕緣材料和隔音材料,，管道和容器等的保溫材料,，漂浮材料及減震包裝材料等,；軟質泡沫塑料主要做襯墊材料，泡沫人造革等,。

工業(yè)級應用方面,，用反應注射成型制得的玻璃纖維增強聚氨酯泡沫塑料，已用作飛機,、汽車,、計算機等的結構部件；而用空心玻璃微珠填充聚苯并咪唑制得的泡沫塑料,，質輕而耐高溫,，已用于航天器中。此外,，高性能化已成為泡沫塑料研究的新方向和熱點,。 高性能泡沫塑料可以作為承載的結構材料在航空、航天,、交通運輸?shù)阮I域使用,， 如衛(wèi)星太陽能電池的骨架、火箭前端的整流罩,、無人飛機的垂直尾翼和巡航導彈的彈體彈翼,、艦艇的大型雷達罩等。

Carbon公司認為其3D打印材料可以部分取代現(xiàn)有的泡沫塑料市場,，包括跑鞋的緩沖底以及頭盔的緩沖材料,。這主要源于Carbon能夠根據用戶的需求自動生成點陣結構。更具體地說,，使用Carbon的軟件,，用戶可以簡單地輸入零件的設計約束（例如重量和尺寸）及其所需的機械性能，即可獲得滿足其特定需求的點陣結構材料,。

圖片：與泡沫塑料的線性負荷 – 壓縮相比,，九種例子顯示具有可調的負荷 – 壓縮Carbon 3D打印結構

正如Carbon公司所解釋的那樣，Carbon的解決方案能夠消除設計過程中的不確定性并消除猜測必要,，將點陣參數(shù)的每個獨特組合與基礎材料結合在一起,，從而產生具備所需要達到性能的獨特材料。

點陣軟件也能夠生成具有不同點陣結構的產品,，這意味著可以在單個產品的不同位置上設置不同的密度以實現(xiàn)機械性能,。傳統(tǒng)上的一些安全產品需要多個泡沫部件的組裝過程，而3D打印可以在單一產品中形成不同的功能性能區(qū)域,。通過Carbon可調節(jié)的點陣解決方案,，設計人員可以使用同一種材料制造出由單一部件制成的整體式部件，并帶有多個不同機械性能表現(xiàn)的功能性區(qū)域,。

Carbon公司表示,，這種可控的機械性能實現(xiàn)能力可能會對目前依靠泡沫材料提供舒適感的應用（例如軟墊椅子或頭枕）以及安全方面的應用（例如頭盔）或者運動領域的應用（例如運動器材或運動鞋）等帶來商業(yè)機會,。

尤其是閉孔彈性體泡沫材料沒有透氣性，這在某些應用場景下會造成不適感覺,。3D打印的點陣結構提供了透氣性的好處（因為它們是開放的結構）,，并且實際上可以通過調節(jié)點陣結構的密度分布來改善舒適性。

對于目前使用泡沫聚苯乙烯（EPS）泡沫來吸收沖擊力的應用領域,，例如頭盔和汽車座椅等,。 Carbon聲稱，其可調3D打印結構可以帶來相同的沖擊吸收效果,，同時在設計方面也提供了明顯的優(yōu)勢,。

目前，就Carbon已經與運動品牌阿迪達斯的合作來說,，其創(chuàng)新的3D打印Futurecraft 4D鞋中底已經投入批量生產,。這其中，Carbon3D打印的彈性結構可以取代通常用于生產運動鞋中底的EVA泡沫,。

根據Carbon公司,，Carbon和阿迪達斯將鞋類的功能性能推向了一個新的高度。鞋中底在腳后跟和前腳有著不同的點陣結構,，以滿足跑步時腳部的區(qū)域的不同緩沖需要,。

來源：3D科學谷