インフォーム添加製造：調整可能な力学特性を持つエラストマー性セルラーカスモス

セルラー材料は、ヘルメットなどのさまざまな用途で衝撃緩和に広く使用されています。それらは、確率的および決定論的な内部形状を持つフォームと（マイクロ）ラティスの二つの広範なカテゴリーの下で研究されています。ここでは、カスタマイズされた3Dプリンターを用いて決定論的形状の熱硬化ストラットを注入することによって、確率的フォームの内部構造を系統的に変更することで、特に機械的エネルギー吸収および散逸に関連して、材料特性が著しく向上することを初めて示します。この方法をインフォーム添加製造（IFAM）と呼びます。埋め込まれたストラットを持つ結果のフォームの力学は、ストラットとフォーム間の相互作用から生じる独特の変形メカニズムを明らかにするために実験的に調査されています。得られた複合構造の設計パラメーターには、ストラット間隔、直径、および傾斜角が含まれます。これらのパラメーターは圧縮機械試験を通じて調査され、従来の最先端のフォームと比較されました。結果は調整可能な性能と、ネートフォームを約10倍上回る優れたエネルギー吸収効率を示しています。我々の研究は、この重要な改善が、これらのセルラー複合材料における相乗的負荷支持メカニズムによるものであり、フォームの力学のほぼ10倍の改善につながることを示しています。