據《3D打印商情》了解，來自康奈爾大學、普渡大學和凱斯西儲大學（CWRU）的團隊研究了垂直和水平支撐形成我們骨骼中心的海綿狀、小梁結構，發現看似微不足道的骨小梁對于維持人類一生的能力至關重要。他們對人體骨骼結構的研究為一類高耐磨、輕量化的3D打印材料研究奠定了基礎。
普渡大學教授Pablo Zavattieri解釋說：“骨頭就是一棟建筑物。它具有承受大部分載荷的梁和連接這些梁的梁。”
“我們可以從這些材料中學習，為建筑物和其他結構創建更堅固的3D打印材料。”
研究人員從骨骼中汲取了靈感，以創建更耐用的3D打印結構。最終，這可能使3D打印在諸如建筑和飛機設計等高風險應用中變得可行。，為治療骨質疏松癥和工業工程應用創造了潛力。
康奈爾大學、普渡大學和凱斯西儲大學在研究中打印了受骨骼啟發的3D微結構。
骨骼的仿生長期以來，人的骨骼結構，特別是其小梁結構，一直是設計新產品和結構的靈感——在骨骼中，強度來自稱為小梁的海綿狀結構，關鍵是圓柱和梁的集合，它們均勻地分配了載荷。
2017年，作為米蘭MADE博覽會的一部分，米蘭理工大學的建筑計算技術實驗室（ACTLAB）運用了其CAD專業知識，以小梁組織的啟發建造了大型拱門。
ACTLAB設計的小梁亭。
全球醫療器械公司Lima Corporate還為其小梁狀鈦技術申請了專利，該技術用于生產與這種海綿狀結構緊密相似的植入物。小梁的垂直支柱呈板狀，使骨骼具有先天的剛度和強度。同時，水平的桿狀支柱現已被認為對骨骼的耐用性很重要。借助3D打印，設計師可以使用一種工具來精確模擬結構，這是前所未有的。
持久架構的秘訣
小梁由垂直的板狀支桿和水平的桿狀結構組成，它們的作用類似于柱和梁。年輕的時候，這些梁和柱子使骨骼中的小梁密密麻麻。但是，隨著年齡的增長，骨頭的密度會降低，這就是為什么骨折在老年人中更為普遍的原因。研究人員希望了解兩個小梁結構對強度的影響。
康奈爾大學航空機械和生物醫學工程學系的克里斯托弗·埃爾南德斯教授解釋衰老的影響時說：“人們衰老時，他們首先會失去這些水平支撐，這增加了骨骼從多個循環載荷中斷裂的可能性。”
研究小組懷疑垂直板確實有助于骨骼的剛度和強度，但水平橫梁卻使骨骼長期持久。為了證明這一點，該團隊創建了小梁的3D打印模型（如下）。他們表明3D打印小梁具有與真實骨骼相似的機械性能。然后，他們根據人體骨骼制成了完全合成的結構，并調整了水平光束的厚度。他們發現，梁的厚度增加30％，可使承重能力提高100倍，從而有力地證明了水平結構是強度的主要來源。
在此實驗中，普渡大學博士研究生和該研究的合著者Adwait Trikanad解釋說：“我們能夠看到菌株會集中在這些水平支柱上，并且通過增加這些水平支柱的厚度，能夠減輕一些觀察到的壓力。”
使水平支架變厚并不會顯著增加3D打印對象的重量。這意味著我們最終可以生產大型3D打印結構，該結構堅固耐用且重量輕，可以從一個地方運輸到另一個地方。這也可能會使那些火星的棲息地更加堅固。它甚至可以幫助我們更好地了解骨骼老化過程中發生的變化，從而可能導致減少斷裂的新療法。結構的輕便性將為工程部門提供巨大價值，這在汽車和航空航天領域的眾多案例研究中都得到了定期觀察。
Zavattieri教授補充說：“這些對人體骨骼的認識可以成為將更多建筑材料帶入建筑業的推動力，骨啟發的微體系結構提高了疲勞壽命，”
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