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经受模仿日本剪纸本事制作的坚固金属格子比软木更轻，并具有可定制的机械性能。

多孔固体是由很多细胞组成的材料，这些细胞被堆积在沿路，举例蜂窝。这些细胞的时局在很大程度上决定了材料的机械性能，包括硬度或强度。举例，骨骼中充满了一种自然材料，使其分量很轻，但又坚韧、坚固。

受到骨骼和当然界中发现的其他多孔固体的启发，东谈主类使用疏通的意见来开辟建筑材料。通过转换组成这些材料的单位细胞的几何时局，参议东谈主员不错定制材料的机械、热或声学特质。建筑材料用于很多应用，从减震包装泡沫到热调圮绝热器。

麻省理工学院的参议东谈主员欺诈日本陈旧的折叠和剪纸艺术“kirigami”，制造出了一种被称为“板格”的高性能建筑材料，其规模比科学家夙昔通过增材制造所能已毕的要大得多。这项本事允许他们用金属或其他具有定制时局和成心定制机械性能的材料来创建这些结构。

“这种材料就像钢质软木塞。它比软木更轻，但具有高强度和高刚度，”尼尔·格申菲尔德（Neil Gershenfeld）西宾说，他是麻省理工学院比特和原子中心（CBA）的追究东谈主，亦然一篇对于这种关键的新论文的资深作家。

参议东谈主员开辟了一种模块化建树历程，在该历程中，很多较小的组件被变成、折叠并拼装成3D时局。使用这种关键，他们制造了超轻、超强的结构和机器东谈主，这些结构和机器东谈主在特定的载荷下不错变形并保执时局。

由于这些结构分量轻，但坚固、坚韧，而且相对容易大规模分娩，因此它们在建筑、飞机、汽车或航空航天部件中卓越有效。

与尼尔·格申菲尔德共同撰写论文的是CBA参议助理阿方索·帕拉·卢比奥（Alfonso Parra Rubio）和麻省理工学院电子工程和筹议机科学参议生克拉拉·蒙迪洛娃（Klara Mundilova）。这项参议将在ASME的筹议机和信息工程会议上发表。

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折叠制造

建筑材料，如格构，经常被用作一种被称为“夹层结构”的复合材料的中枢。思象一个夹层结构，思象一下飞机机翼，一系列交叉的对角梁变成了一个夹在顶部和底部面板之间的格子中枢。这种桁架格构具有较高的刚度和强度，但分量相等轻。

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而参议东谈主员制造的“板格”是由板的三维交叉点组成的细胞结构，而不是梁。这些高性能结构比桁架结构更坚固，但其复杂的时局使得使用3D打印等常见本事制造它们具有挑战性，卓越是对于大规模工程应用。

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麻省理工学院的参议东谈主员欺诈“kirigami（一种通过折叠和剪纸制作3D时局的本事）”克服了这些制造挑战，这种本事的历史不错纪念到7世纪的日本艺术家。

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Kirigami已被用于从部分折叠的锯齿形褶皱中分娩板格。但要制作夹层结构，必须在波纹芯的顶部和底部将平板勾搭到锯齿形折痕变成的窄点上。这平日需要广泛的粘合剂或焊合本事，这可能会使拼装进程逐渐，兴奋且具有挑战性。

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麻省理工学院的参议东谈主员修改了一种常见的折纸折痕图案，称为“Miura ori”图案，因此波纹结构的厉害点被转机为小面。像钻石上的刻面相通，刻面提供了平坦的名义，用螺栓或铆钉不错更容易地将板勾搭到该名义上。

参议助理阿方索·帕拉·卢比奥示意：“板格在强度和刚度方面优于梁格，同期保执疏通的分量和里面结构。通过使用双光子光刻的纳米级分娩，还是评释达到了表面刚度和强度的H-S上限。由于构造板格的难度很大，因此对其宏不雅圭臬的参议很少。咱们以为折叠是更容易欺诈这种金属制成的板结构的路线。”

可定制的属性

此外，参议东谈主员联想、折叠和切割图案的面貌，使他们大致治愈某些机械性能，如刚度、强度和迂曲弹性所有（材料抗迂曲的趋势）。他们将这些信息以及3D时局编码成折痕图，用于创建这些“kirigami”波纹。

举例，字据折叠的联想面貌，一些细胞不错被塑形，这么它们在被压缩时就能保执底本的时局，而另一些细胞不错被修改，这么它们就能迂曲。通过这种面貌，参议东谈主员不错精准地放手结构的不同区域在被压缩时怎样变形。

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由于结构的活泼性不错放手，这些波纹不错用于机器东谈主或其他动态应用中，其部件不错出动，歪曲和迂曲。

为了制造像机器东谈主这么的大型结构，参议东谈主员引入了模块化拼装历程。他们大批分娩较小的折痕图案，并将它们拼装成超轻、超强的3D结构。更小的结构有更少的折痕，这简化了制造历程。

欺诈经过治愈的 Miura-ori 花样，参议东谈主员创造了一种折痕花样，这种折痕花样将产生他们思要的时局和结构特质。然后，他们欺诈一种独有的机器：Zund切割台，在一块平坦的金属板上圈套前刻痕，然后将其折叠成3D时局。

欺诈他们的关键，他们分娩出了抗压强度向上62千牛顿的铝结构，但每平方米的分量唯有90公斤（软木每平方米重约100公斤）。它们的结构相等坚固，不错承受三倍于典型铝波纹板的力。

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这种多用途的本事可用于很多材料，如钢铁和复合材料，使其相等顺应分娩飞机、汽车或航天器的轻质减震部件。

有关词，参议东谈主员发现他们的关键很难建模。因此，在畴昔，他们缱绻为这些 kirigami 板格结构开辟用户友好的CAD联想器用。此外，他们但愿探索关键，以减少模拟产生所需性能的联想的筹议资本。

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这项职责部分由比特和原子参议定约中心、AAUW外洋奖学金和GWI费·韦伯基金资助。

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