Additiv gefertigte verformungswiederherstellbare und breitbandige schallabsorbierende Mikrolattice inspiriert vom Konzept traditioneller perforierter Paneele

Lärmbelastung ist ein äußerst schädliches alltägliches Gesundheitsrisiko. Schallabsorber, wie die traditionell verwendeten perforierten Paneele, finden breite Anwendungen. Dennoch erfordern moderne Produktdesigns Materialneuheiten mit verbesserter Leistung und Multifunktionalität. Das Aufkommen der additiven Fertigung hat die Möglichkeiten des Designs funktionaler Materialien eröffnet, die auf Strukturen anstatt auf Chemie basieren. In diesem Sinne wird hier das traditionelle Konzept der perforierten Paneele überdacht und mit additiver Fertigung kombiniert, um einen neuartigen, mikrolattice-basierten Schallabsorber mit zusätzlicher Schlagfestigkeit zu entwickeln. Das strukturell optimierte Mikrolattice weist ausgezeichnete Breitbandabsorption mit einem durchschnittlichen experimentellen Absorptionskoeffizienten von 0,77 über einen breiten Frequenzbereich von 1000 bis 6300 Hz auf. Umfassende Simulationen und Experimente zeigen, dass die Absorptionsmechanismen auf viskosem Fluss, thermischen und strukturellen Dämpfungen basieren, während die Breitbandfähigkeiten auf mehreren Resonanzmodi beruhen, die zusammenarbeiten. Eine hohe Verformungsrückgewinnung von bis zu 30 % Dehnung ist ebenfalls möglich aufgrund des stützbasierten Designs und der viskoelastischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials. Insgesamt übertreffen die hervorragenden Eigenschaften des Mikrolattice die Kompromisse, die häufig bei herkömmlichen Absorbern anzutreffen sind. Zusätzlich zielt diese Arbeit darauf ab, ein neues Paradigma zu präsentieren: alte Konzepte für die Entwicklung neuartiger Materialien unter Verwendung zeitgenössischer Methoden zu überdenken.