Carbon的3D打印結(jié)構(gòu)如何對(duì)泡沫塑料行業(yè)帶來(lái)沖擊,？

近日,，3D打印公司Carbon表示,，3D打印多種彈性體材料的復(fù)雜多樣網(wǎng)格結(jié)構(gòu)將使其能夠影響甚至擾亂當(dāng)前的泡沫塑料行業(yè),。也就是說(shuō),，雖然當(dāng)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(jié)構(gòu)將以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)取代部分的泡沫塑料市場(chǎng),。當(dāng)前的泡沫塑料應(yīng)用，可以把它區(qū)分為消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)的應(yīng)用,。

泡沫塑料按其泡孔結(jié)構(gòu)可分為閉孔,、開孔和網(wǎng)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(wǎng)狀泡沫塑料。

消費(fèi)級(jí)的泡沫塑料用途廣泛,，硬質(zhì)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(zhì)泡沫塑料主要做襯墊材料,，泡沫人造革等。

工業(yè)級(jí)應(yīng)用方面,，用反應(yīng)注射成型制得的玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯泡沫塑料,，已用作飛機(jī)、汽車,、計(jì)算機(jī)等的結(jié)構(gòu)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(zhì)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(diǎn),。 高性能泡沫塑料可以作為承載的結(jié)構(gòu)材料在航空,、航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域使用,， 如衛(wèi)星太陽(yáng)能電池的骨架,、火箭前端的整流罩、無(wú)人飛機(jī)的垂直尾翼和巡航導(dǎo)彈的彈體彈翼,、艦艇的大型雷達(dá)罩等,。

Carbon公司認(rèn)為其3D打印材料可以部分取代現(xiàn)有的泡沫塑料市場(chǎng)，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(jù)用戶的需求自動(dòng)生成點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),。更具體地說(shuō)，使用Carbon的軟件,，用戶可以簡(jiǎn)單地輸入零件的設(shè)計(jì)約束（例如重量和尺寸）及其所需的機(jī)械性能，即可獲得滿足其特定需求的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)材料,。

圖片：與泡沫塑料的線性負(fù)荷 – 壓縮相比,，九種例子顯示具有可調(diào)的負(fù)荷 – 壓縮Carbon 3D打印結(jié)構(gòu)

正如Carbon公司所解釋的那樣,，Carbon的解決方案能夠消除設(shè)計(jì)過(guò)程中的不確定性并消除猜測(cè)必要，將點(diǎn)陣參數(shù)的每個(gè)獨(dú)特組合與基礎(chǔ)材料結(jié)合在一起,，從而產(chǎn)生具備所需要達(dá)到性能的獨(dú)特材料,。

點(diǎn)陣軟件也能夠生成具有不同點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，這意味著可以在單個(gè)產(chǎn)品的不同位置上設(shè)置不同的密度以實(shí)現(xiàn)機(jī)械性能,。傳統(tǒng)上的一些安全產(chǎn)品需要多個(gè)泡沫部件的組裝過(guò)程,，而3D打印可以在單一產(chǎn)品中形成不同的功能性能區(qū)域。通過(guò)Carbon可調(diào)節(jié)的點(diǎn)陣解決方案,，設(shè)計(jì)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(gè)不同機(jī)械性能表現(xiàn)的功能性區(qū)域。

Carbon公司表示,，這種可控的機(jī)械性能實(shí)現(xiàn)能力可能會(huì)對(duì)目前依靠泡沫材料提供舒適感的應(yīng)用（例如軟墊椅子或頭枕）以及安全方面的應(yīng)用（例如頭盔）或者運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用（例如運(yùn)動(dòng)器材或運(yùn)動(dòng)鞋）等帶來(lái)商業(yè)機(jī)會(huì),。

尤其是閉孔彈性體泡沫材料沒有透氣性，這在某些應(yīng)用場(chǎng)景下會(huì)造成不適感覺,。3D打印的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)提供了透氣性的好處（因?yàn)樗鼈兪情_放的結(jié)構(gòu)）,，并且實(shí)際上可以通過(guò)調(diào)節(jié)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的密度分布來(lái)改善舒適性。

對(duì)于目前使用泡沫聚苯乙烯（EPS）泡沫來(lái)吸收沖擊力的應(yīng)用領(lǐng)域,，例如頭盔和汽車座椅等,。 Carbon聲稱，其可調(diào)3D打印結(jié)構(gòu)可以帶來(lái)相同的沖擊吸收效果,，同時(shí)在設(shè)計(jì)方面也提供了明顯的優(yōu)勢(shì),。

目前，就Carbon已經(jīng)與運(yùn)動(dòng)品牌阿迪達(dá)斯的合作來(lái)說(shuō),，其創(chuàng)新的3D打印Futurecraft 4D鞋中底已經(jīng)投入批量生產(chǎn),。這其中，Carbon3D打印的彈性結(jié)構(gòu)可以取代通常用于生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)鞋中底的EVA泡沫,。

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

來(lái)源：3D科學(xué)谷