基于地质矿物启发的穿戴结构设计与增材制造

作     者：郝亮 何萌 潘瑞琪 王一婧 李思萌 蒋振宇 李妍 李正 殷杰 孙庆磊 石斌 韩光超 刘富初 蒋宏勇 熊玮 黄朝晖 肖人彬 宋怀兵 郭珏 HAO Liang;HE Meng;PAN Ruiqi;WANG Yijing;LI Simeng;JIANG Zhenyu;LI Yan;LI Zheng;YIN Jie;SUN Qinglei;SHI Bin;HAN Guangchao;LIU Fuchu;JIANG Hongyong;XIONG Wei;HUANG Zhaohui;XIAO Renbin;SONG Huaibing;GUO Jue

作者机构：中国地质大学珠宝学院湖北武汉430074 湖北省珠宝工程技术研究中心湖北武汉430074 湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068 中国地质大学机械与电子信息学院湖北武汉430074 华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074 中国地质大学材料与化学学院湖北武汉430074 英国拉夫堡大学创新设计研究院英国伦敦E203BS 

基　　金：国家自然基金项目(No.51675496) 国家自然基金中英国际交流合作项目(No.5191101701) 武汉市科技局前资助项目(No.2020010601012172,No.2022020801010196) 中国地质大学(武汉)珠宝检测技术创新中心开放基金CIGTXM-01-202001(湖北省工程技术研究中心项目),文章编号CIGTWZ-2022025 

出 版 物：《宝石和宝石学杂志（中英文）》 (Journal of Gems & Gemmology)

年 卷 期：2022年第24卷第5期

页      码：258-268页

摘      要：基于地质矿物启发可将地球上自然存在的材料结构和生物功能作为灵感来源去观察、设计、制造和应用,能为研究者提供原始创新思路与迭代优化方法,促进高性能、高持久、高附加值的绿色低碳生态产品研发,不仅提升人们的美好生活水平,同时保护地球的宜居环境。本文首次提出地质启发的先进制造理念(Geo-inspired Advanced Manufacturing),基于生物地质矿物材料与结构分析,利用增材制造成形技术探索可穿戴结构创新设计及其产品研发应用。本研究以玻璃海绵为地质矿物结构启发对象,分析其矿物材料组成、结构以及性能,依此为原始创新思路来设计并优化仿生玻璃海绵孔状晶格结构,基于高性能钛合金增材制造技术,加工成形高强度、耐疲劳、轻质可穿戴结构;并进一步以手部穿戴健康时尚产品的需求与特点,提出基于增材制造技术的地质矿物启发产品设计制造方法,探究了玻璃海绵结构在手指和腕掌关节固定产品的设计创新与研发方向。最后,对基于地质矿物启发的可穿戴结构创新设计与增材制造研究方向进行了分析与展望,探讨了多功能高性能手部穿戴产品研发与可制造性,以及利用宝石材料与首饰创作提升产品时尚与装饰价值的可行性。

主 题 词：地质矿物 增材制造 玻璃海绵 穿戴结构设计 

学科分类：1305[艺术学-设计学类] 1304[艺术学-美术学类] 13[艺术学] 

D　O　I：10.15964/j.cnki.027jgg.2022.05.026

馆 藏 号：203115453...