Cornell Üniversitesi, Purdue Üniversitesi ve Case Western Reserve Üniversitesi’nden bilim adamları, kemikten ilham alan bir tasarıma sahip yeni bir 3D baskı malzemesi yarattılar. Ekip, kemiklerin ve 3B basılı binaların ortak bir yönünün olduğunu söylüyor. Her ikisinin de içlerinde ne kadar süre kalacağını belirleyen sütunlar ve kirişler var.
Ekip, insan kemiğindeki bir “ışın” ın, ömür boyu süren aşınma ve yıpranmayı nasıl ele aldığının keşfedilmesinin, binalarda, uçaklarda ve diğer yapılarda daha pratik kullanım için yeterince uzun süren 3D baskılı hafif malzemelerin gelişimine yol açabileceğini söylüyor. Ekip, ışını taklit ettiklerinde ve 30 kez daha kalın yaptıklarında, yapay malzemenin 100 kat daha uzun süre dayanabileceğini buldu.
Bilim adamı Pablo Zavattieri, kemiğin bir bina olduğunu ve sütunları bağlayan yük ve kirişlerin çoğunu taşıyan sütunlara sahip olduğunu söylüyor. Bone dayanıklılığını trabekül adı verilen süngerimsi bir yapıdan alıyor. Bu, birbirine bağlı dikey plaka benzeri destekler ve sütunlar ve kirişler gibi hareket eden yatay çubuk benzeri desteklerden oluşan bir ağdır. Trabeküllerin yoğunluğu arttıkça, kemik günlük faaliyetler için daha esnek olur.
Ekip, kemikte görünüşte önemsiz görünen yatay desteklerin kemiğin yorulma ömrünü artırdığını buldu. Ekip, 3D baskı binaları daha sağlam yapma zorluğunun, çimento iç yapısını yeniden tasarlayarak çözülebileceğini söylüyor. Ekip, yatay payandaların insan kemiğinde daha önce düşünülenden daha önemli bir rol oynayabileceğini belirledi; daha sonra trabeküllere benzer mimarilere sahip 3D baskılı polimerler tasarladılar.
Kemikten esinlenilmiş 3D baskılı polimerlere yükler uygulanması, yatay dikmelerin ne kadar kalın olduğunu, polimerin bir yüke dayandığı kadar uzun süre dayanacağını doğruladı. Daha kalın destekler, tasarımın daha hafif ve daha esnek malzemeler yapımında yararlı olacağına inanması için takıma liderlik eden polimerin kütlesini önemli ölçüde arttırmadı.