数控机床

     超材料是指材料的设计表现出不同寻常的特性，是具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。 迄今发展出的“超材料”包括：”左手材料”、”光子晶体”、”超磁性材料”等。
   
    哈佛John A.保尔森工程和应用科学学院和哈佛Wyss威斯生物启发工程研究所的研究人员在哈佛大学通过多材料3D打印技术开发出可重构超材料的基础设计框架软件。
  
  
 

     超材料不同寻常的特性主要依赖于独特的机械结构，而这些特定的结构通常是通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制。
  
  

 
  
     哈佛的研究人员尝试通过建立一个基础设计框架，从而实现几何形状和几个功能之间切换，他们的发现已经发表在自然杂志上。因为这个基础设计框架并不限制打印尺寸，可以从米级到纳米尺度的应用，从减震建筑材料升级到光子晶体的超材料结构
   
     哈佛大学Katia Bertoldi教授认为在可重构结构领域，设计空间是非常大的，所以面临的挑战是要想出聪明的策略来研究它，通过与设计师和数学家的合作，哈佛找到了一种方法来概括这些规则，并迅速产生了许多有趣的设计。
   
     Wyss威斯工程研究所的科学家很快就意识到，随着多面体立体图形组件（通常）超过六面可作为设计单元，可用于挤压、重构一个模板，或者用于薄壁结构。结合设计和计算建模，他们能够创建一些不同的组合，以及一个用于快速、准确地建立类似材料的蓝图。
     
 
     这个框架就像一个软件工具包，智能构建可重构的材料。基于计算模型，哈佛大学的研究人员能够量化材料弯曲的各种不同的方式，并计算这样的运动会如何影响像刚度这样的特性。他们现在可以使用他们的数字框架快速循环几百万种不同的图案，让电脑通过理想的属性设置给定一个恰当的设计。一旦一个给定的设计被选中，科学家们能够使用多材料3D打印机以及激光切割纸板、双面胶带等材料组合来创造超材料的原型。
 
     据研究人员说，这个软件工具包为开发超材料能结构和航空航天工程师、材料科学家、物理学家、机械工程师、生物医学工程师、设计师和建筑师是有用的。
 
     国内在超材料方面也涌现出积极的研究，据了解，活跃的科研单位有东南大学，中国人民解放军空军工程大学，西安交通大学，北京交通大学等。