微尺度3D列印技術在力學超材料領域的應用

研究了一種新型增強型四缺失肋蜂窩超材料，具有可調負泊鬆比及其他機械參數。此材料在單調張力/壓縮下表現單斜特性，結合理論模型與有限元素分析，顯示出優異的彈性與剪切模數範圍，並在單軸拉伸實驗中確認理論預測的有效性。…

三維微納米點陣材料作為新興力學超材料，具有低密度、高模量等優異性能，開拓了材料性能的新領域。這些材料分為桁架、平板和曲殼三種類型，其中基於曲殼的結構由於其光滑開口特點，在提升力學性能上展現出天然優勢，儘管製造上存在著挑戰。…

利用數位顯微CT影像製造2μm高解析度的3D列印砂岩樣品，進行了水氣驅油的可視化實驗。分析比較了3D列印與原始樣品的孔隙結構，並通過DRP模擬孔隙度與滲透率。對CO₂驅油也進行了顯微CT實驗，探討3DP樣品在多相流實驗中的表現。

透過PμSL高精度3D列印微纖維，研究微晶格超材料的機械性能。製作20μm至60μm的拉伸樣本，發現20μm表現出橡膠般特性，斷裂應變達100%，強度約100MPa。丙烯酸超細纖維顯示多階段變形，可定制強度與剛度，促進開發新型微米晶格超材料。…

液態金屬基超材料在軟機器人、柔性電子和生物醫學應用中顯示出巨大潛力。研究中透過面投影微立體光刻 PμSL 3D 列印製造的鎵(Ga) 填充微晶格超材料，具有可調特性，該超材料表現出卓越的韌性和可恢復性，為機械超材料的設計和製造。…

研究透過微米3D列印機製作具有負泊鬆比與負熱膨脹係數的雙負超材料。為了提高該結構的負泊鬆比，分別在結構和排列方式上進行了創新，這種結構和排列上的創新使得超材料在受到外界力/位移載荷時呈現出內凹變形機制，從而表現出負泊鬆比。…

受國家先進及微納製造需求推動，研究人員使用國家大科學裝置和原位加載裝置，對增材製造內部全場變形和損傷演化進行了精確表徵。此研究將三維全場表徵精度提升2.5倍，首次定量揭示微納增材製造的缺陷與力學性能關聯，為製造工藝優化提供關鍵支撐。…