美军利用3D打印人造颅骨开发新型军用头盔衬垫

　　美国陆军头盔为弹道武器提供最有名的防御，但没人知道这些头盔能够承受多大的战斗冲击波。美陆军研究实验室科学家正使用不同的方式，来研究冲击波对士兵颅骨内部、表层和外部的影响，其中一种方式就是3D打印。

　　在战场上，高阶炸药如C4或TNT产生出超压冲击波，可对大脑造成严重损害。

　　为探索这种冲击波如何，以及在何种程度上引起脑损伤，并且需要作出何种措施来使陆军头盔除了保护头部之外，还要保护大脑，美陆军研究实验室研究人员正在创建人造颅骨，这种颅骨外观和行为像是20、30年的老士兵头骨。这些人造颅骨将在实验室实验中进行测试，模拟实战爆炸事件，以开发新的军用头盔衬垫、外壳和其他防护设备模型。

　　使用3D打印技术，美陆军研究实验室研究人员正在使用合成材料开发类颅骨。研究人员已使用CT扫描图像来获取右侧颅骨几何形状和结构，并使用这些图像和3D打印技术生产类骨替代物模型，这些模型将用于在模拟爆炸和冲击条件下测试新的头盔衬垫材料。

　　ARL材料工程师托马斯·普莱斯特德博士表示，“人类颅骨的机械性能随着年龄而变化，取决于个人健康。捐助的可用于测试的颅骨通常来自年长的人，这些颅骨的性能会有很大变化，可能没有与陆军士兵平均颅骨相同的反应。”

　　此项研究的目标是确定衬垫和头盔外壳材料如何来保护头部免受伤害。

　　普莱斯特德表示，“我们正在对头部和头盔影响进行计算机模型化，以了解如何调整衬垫性能可降低头盔周围区域各种影响的加速蔓延。接下来，这些属性被设计到材料中，并在实验室中进行测试，以验证我们在计算机模型中看到的东西。这项研究深入洞察了最优材料结构和实现增加的能量吸收的材料组合，并且穿着舒适。”

　　今年早些时候，ARL通过高击中比率，对人造骨骼基础材料进行了测试，对采用相同技术测试的人类骨骼断裂属性进行比较。他们得出结论，人类骨骼与人造骨骼旗鼓相当。

　　普莱斯特德表示，“我们下一步就是要确定我们可用3D打印实现的分辨率限制，以及这种分辨率如何捕获到我们寻求的性能。”

　　他表示希望在2014年秋季开始3D打印人造骨骼。

　　截止目前，美陆军已经将3D打印广泛用于打印弹头组装研究、衣服和可穿戴传感器，以及3D打印食物，3D打印生物机帮助受伤的士兵恢复。