美國陸軍3D打印合成頭骨，研究實戰(zhàn)爆炸沖擊波的腦部防護(hù)

南極熊3D打印網(wǎng)報道
    美國陸軍頭盔可以提供最佳的彈道武器防御力，但是沒有人知道這些頭盔抵御戰(zhàn)斗中的沖擊波的能力。美國陸軍研究實驗室的科學(xué)家正在使用不同的途徑，研究沖擊波對頭骨以及頭骨內(nèi)部、外部的影響，其中一個途徑就是3D打印。

    在戰(zhàn)場上，像C4、TNT等的高爆炸彈會產(chǎn)生超壓的沖擊波，會對人產(chǎn)生顯著的腦部傷害。
    為了研究這些沖擊波如何產(chǎn)生腦部損傷、損傷的程度、以及陸軍頭盔需要保護(hù)頭部所需要的東西，美國陸軍研究實驗室的研究人員正在制造與20+和30+的士兵相像的合成頭蓋骨。這些合成頭蓋骨用于模仿實戰(zhàn)爆炸的實驗室測試，開發(fā)軍用頭盔墊、頭盔殼和其他保護(hù)裝備的新原型。
    使用3D打印技術(shù)，美國陸軍研究實驗室研究人員正在開發(fā)使用合成材料的模擬頭骨。研究人員使用CT掃描的圖像，得到頭骨的幾何和結(jié)構(gòu)，并使用這些圖像和3D打印技術(shù)生成骨狀替代模型，再使用于模擬爆炸和影響條件下的頭盔填充材料的測試。
    “人類頭骨的機(jī)械特性會隨著個人的年齡和健康狀況改變。”美國陸軍研究實驗室的材料工程師Thomas Plaisted博士說，“那些較老的人捐贈的頭骨也可以使用測試，不過這些頭骨的特性是非常可變的，可能不會像一般的陸軍的頭骨具有一樣的反應(yīng)。”

    研究的目標(biāo)是決定使用什么頭盔墊和頭盔殼材料，防止頭部收到傷害。
    “我們正在使用電腦對頭部和頭盔的影響的進(jìn)行建模，理解如何定制填充特性，從而減小對頭盔不同位置產(chǎn)生影響的加速度。”Plaisted說，“然后，那些特性就可以設(shè)計到材料中，并在實驗室環(huán)境中進(jìn)行測試，驗證我們在電腦中看到的數(shù)據(jù)。研究可以提供對優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)和材料結(jié)合的內(nèi)在特性，完成能量吸收的增強(qiáng)同時保持穿戴舒適。”

    今年早期，美國陸軍研究實驗室通過高速率打擊測試了合成骨骼的材料，并對比了相同參數(shù)下對人類頭骨測試的斷裂性能。據(jù)南極熊3D打印網(wǎng)了解，他們已經(jīng)決定了一種接近人類骨骼的材料。
    “我們下一步是決定用3D打印可以達(dá)到的分辨率限度，以及分辨率需要達(dá)到怎樣的程度，才能捕捉我們所需要的特性。”Plaisted說。
    Plaisted稱，他期望可以在今年秋季之前開始3D打印合成頭骨。
    到目前為止，美國陸軍已經(jīng)在打印彈頭組件、服裝、可穿傳感器的研究中采用了3D打印，他們還進(jìn)行了3D打印食物的研究，還有3D生物打印機(jī)幫助士兵恢復(fù)戰(zhàn)爭傷害。

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