The Mechanics of Bioinspired Stiff-to-Compliant Multi-Material 3D-Printed Interfaces

韧性 材料科学 3D打印 熔融沉积模型 刚度 极限抗拉强度 模数 复合材料 制作 3d打印 接口(物质) 机械工程 生物医学工程 工程类 病理 替代医学 毛细管作用 毛细管数 医学
作者
Dolev Frenkel,Eran Ginsbury,Mirit Sharabi
出处
期刊:Biomimetics [MDPI AG]
卷期号:7 (4): 170-170 被引量:3
标识
DOI:10.3390/biomimetics7040170
摘要

Complex interfaces that involve a combination of stiff and compliant materials are widely prevalent in nature. This combination creates a superior assemblage with strength and toughness. When combining two different materials with large stiffness variations, an interfacial stress concentration is created, decreasing the structural integrity and making the structure more prone to failure. However, nature frequently combines two dissimilar materials with different properties. Additive manufacturing (AM) and 3D printing have revolutionized our engineering capabilities concerning the combination of stiff and compliant materials. The emergence of multi-material 3D-printing technologies has allowed the design of complex interfaces with combined strength and toughness, which is often challenging to achieve in homogeneous materials. Herein, we combined commercial 3D-printed stiff (PETG) and compliant (TPU) polymers using simple and bioinspired interfaces using a fused deposition modeling (FDM) printer and characterized the mechanical behaviors of the interfaces. Furthermore, we examined how the different structural parameters, such as the printing resolution (RES) and horizontal overlap distance (HOD), affect the mechanical properties. We found that the bioinspired interfaces significantly increased the strain, toughness, and tensile modulus compared with the simple interface. Furthermore, the more refined printing resolution elevated the yield stress, while the increased overlap distance mostly elevated the strain and toughness. Additionally, 3D printing allows the fabrication of other complex designs in the stiff and compliant material interface, allowing various tailor-designed and bioinspired interfaces. The importance of these bioinspired interfaces can be manifested in the biomedical and robotic fields and through interface combinations.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
草莓熊1215完成签到 ,获得积分10
2秒前
ycw7777完成签到,获得积分10
4秒前
搭碰完成签到,获得积分0
5秒前
ruter完成签到,获得积分0
7秒前
马大翔应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
77完成签到 ,获得积分10
9秒前
粉鳍完成签到 ,获得积分10
10秒前
ruiii完成签到 ,获得积分10
11秒前
homer完成签到,获得积分20
12秒前
14秒前
song完成签到 ,获得积分10
16秒前
18秒前
追寻的冬寒完成签到 ,获得积分10
23秒前
刘汉淼完成签到,获得积分10
25秒前
卡卡卡卡卡卡卡卡卡西完成签到,获得积分10
26秒前
123完成签到 ,获得积分10
26秒前
乐乐应助木光采纳,获得10
26秒前
儒雅涵易完成签到 ,获得积分10
27秒前
zoe完成签到,获得积分10
31秒前
哆啦A梦完成签到 ,获得积分10
31秒前
方好完成签到,获得积分10
32秒前
泡泡完成签到 ,获得积分10
33秒前
嘟嘟豆806完成签到 ,获得积分10
33秒前
37秒前
鱼儿忆流年完成签到 ,获得积分10
37秒前
风信子deon01完成签到,获得积分10
40秒前
mailgo完成签到,获得积分10
42秒前
无限的山水完成签到,获得积分10
43秒前
腾腾完成签到 ,获得积分10
43秒前
胖哥发布了新的文献求助10
44秒前
Ryuichi完成签到 ,获得积分10
48秒前
小小智完成签到,获得积分10
50秒前
跳跃的鹏飞完成签到 ,获得积分10
51秒前
hebhm完成签到,获得积分10
52秒前
Minjalee完成签到,获得积分0
52秒前
清秀龙猫完成签到 ,获得积分10
55秒前
于洋完成签到 ,获得积分10
57秒前
大喜子完成签到 ,获得积分10
59秒前
zhangsan完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
宽禁带半导体紫外光电探测器 388
Case Research: The Case Writing Process 300
Global Geological Record of Lake Basins 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3142849
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2793757
关于积分的说明 7807197
捐赠科研通 2450021
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1303576
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627016
版权声明 601350