據《3D打印商情》了解，來自康奈爾大學、普渡大學和凱斯西儲(chu) 大學（CWRU）的團隊研究了垂直和水平支撐形成我們(men) 骨骼中心的海綿狀、小梁結構，發現看似微不足道的骨小梁對於(yu) 維持人類一生的能力至關(guan) 重要。他們(men) 對人體(ti) 骨骼結構的研究為(wei) 一類高耐磨、輕量化的3D打印材料研究奠定了基礎。

普渡大學教授Pablo Zavattieri解釋說：“骨頭就是一棟建築物。它具有承受大部分載荷的梁和連接這些梁的梁。”

“我們(men) 可以從(cong) 這些材料中學習(xi) ，為(wei) 建築物和其他結構創建更堅固的3D打印材料。”

研究人員從(cong) 骨骼中汲取了靈感，以創建更耐用的3D打印結構。最終，這可能使3D打印在諸如建築和飛機設計等高風險應用中變得可行。，為(wei) 治療骨質疏鬆症和工業(ye) 工程應用創造了潛力。

康奈爾大學、普渡大學和凱斯西儲(chu) 大學在研究中打印了受骨骼啟發的3D微結構。

長期以來，人的骨骼結構，特別是其小梁結構，一直是設計新產(chan) 品和結構的靈感——在骨骼中，強度來自稱為(wei) 小梁的海綿狀結構，關(guan) 鍵是圓柱和梁的集合，它們(men) 均勻地分配了載荷。

2017年，作為(wei) 米蘭(lan) MADE博覽會(hui) 的一部分，米蘭(lan) 理工大學的建築計算技術實驗室（ACTLAB）運用了其CAD專(zhuan) 業(ye) 知識，以小梁組織的啟發建造了大型拱門。

ACTLAB設計的小梁亭。

小梁由垂直的板狀支杆和水平的杆狀結構組成，它們(men) 的作用類似於(yu) 柱和梁。年輕的時候，這些梁和柱子使骨骼中的小梁密密麻麻。但是，隨著年齡的增長，骨頭的密度會(hui) 降低，這就是為(wei) 什麽(me) 骨折在老年人中更為(wei) 普遍的原因。研究人員希望了解兩(liang) 個(ge) 小梁結構對強度的影響。

康奈爾大學航空機械和生物醫學工程學係的克裏斯托弗·埃爾南德斯教授解釋衰老的影響時說：“人們(men) 衰老時，他們(men) 首先會(hui) 失去這些水平支撐，這增加了骨骼從(cong) 多個(ge) 循環載荷中斷裂的可能性。”

研究小組懷疑垂直板確實有助於(yu) 骨骼的剛度和強度，但水平橫梁卻使骨骼長期持久。為(wei) 了證明這一點，該團隊創建了小梁的3D打印模型（如下）。他們(men) 表明3D打印小梁具有與(yu) 真實骨骼相似的機械性能。然後，他們(men) 根據人體(ti) 骨骼製成了完全合成的結構，並調整了水平光束的厚度。他們(men) 發現，梁的厚度增加30％，可使承重能力提高100倍，從(cong) 而有力地證明了水平結構是強度的主要來源。

在此實驗中，普渡大學博士研究生和該研究的合著者Adwait Trikanad解釋說：“我們(men) 能夠看到菌株會(hui) 集中在這些水平支柱上，並且通過增加這些水平支柱的厚度，能夠減輕一些觀察到的壓力。”

使水平支架變厚並不會(hui) 顯著增加3D打印對象的重量。這意味著我們(men) 最終可以生產(chan) 大型3D打印結構，該結構堅固耐用且重量輕，可以從(cong) 一個(ge) 地方運輸到另一個(ge) 地方。這也可能會(hui) 使那些火星的棲息地更加堅固。它甚至可以幫助我們(men) 更好地了解骨骼老化過程中發生的變化，從(cong) 而可能導致減少斷裂的新療法。結構的輕便性將為(wei) 工程部門提供巨大價(jia) 值，這在汽車和航空航天領域的眾(zhong) 多案例研究中都得到了定期觀察。

Zavattieri教授補充說：“這些對人體(ti) 骨骼的認識可以成為(wei) 將更多建築材料帶入建築業(ye) 的推動力，骨啟發的微體(ti) 係結構提高了疲勞壽命，”