一支来自的研究人员芝加哥大学那首尔国立大学,加州理工学院使用洛杉矶沉积盆的3D印刷模型进行了一系列地震实验，以更好地了解地震的危害。
该团队介绍了它的调查结果美国地球物理联合会(AGU) 2021年秋季会议昨天，该研究揭示了频率最高的地震波实际上在模型的盆地内减弱了——或者说在强度上减弱了——这与长期以来被接受的数值模拟的建议相矛盾，即地动在盆地内被放大。
盆地地震模拟
沉积盆地是起源于洼地的地质构造，随着时间的推移，由低密度物质(如滑坡和河流沉积的物质)填充而成。
洛杉矶、墨西哥城和圣地亚哥等地震多发城市都位于自然发生的沉积盆地中，传统的数值模拟技术表明，在这些盆地中，地动会被放大。
数值模拟方法通常用于了解沉积盆地的地面运动，但其空间分辨率有限，且受输入方程的限制。由于模型的空间分辨率和运行所需的计算时间之间的权衡，在数值模型中再现沉积盆地的小尺度细节具有挑战性。
为了解决这些缺点，芝加哥大学芝加哥地震学家Sunyoung公园和她的同事转向3D印刷模型，以更加严格地调查地震波线如何通过沉积盆地行驶。
用3D印刷模型模拟地震
帕克和她的团队在意识到他们可以在模型中重现相对较小的密度自然变化后，开始了洛杉矶盆地的3D打印模型，相当于现实生活中约10米的大小。根据研究人员的说法，3D打印模型的空间分辨率大约是相同景观的数值模型的10倍。
该团队通过橡胶和塑料材料进行了实验，形成了其模型的基础，最终由于其刚性和随后的较大范围的材料性能而最终沉淀在不锈钢上。它们使用SLS 3D打印过程来铺设连续的粉末不锈钢层，然后使用激光加热并烧结在一起。
该团队改变了打印参数，如激光烧结和粉末的速度，以控制模型的孔隙率，并能够打印具有一定密度范围的模型。研究人员制作了20 x 4 x 1厘米的模型，捕捉了50公里宽的洛杉矶盆地范围内的地质结构，规模从1到25万。
一旦结构被打印，团队就会设定一系列地震实验，了解如何通过模型盆地行驶的地震波动。研究人员通过用Megahertz-频率激光轰击3D印刷模型来产生微小的地震。激光脉冲的热能加热模型，并导致转换成运动的差分应力。
该团队在纳米的十分之一的型号顶部录制了地面运动，发现模型中的地面运动频率较高通常在盆地内降低。实际上，地震波倾向于选择性地反射盆地边缘。
这一发现与沉积盆地是地面运动放大器的数值模拟预测相矛盾，使得更多的区域可以使用3D打印模型进行研究。例如，在他们的实验中，科学家们还发现激光脉冲触发了掠过模型顶部表面的空气波。由于机载波受到当地地形的严重影响，后续工作可以包括在模型表面添加山丘和山脉等特征，并测量机载波的传播方式。
关于这项研究的进一步信息可在题为:“地震通过洛杉矶的3D印刷型号涟漪”那由EOS发布。该研究由S. Park，C. Shin，Y.Kim和R. Clayton共同撰写。
3D打印模型应用
除了这一最新的发展，3D打印在过去已经应用于地震。早在2015年，一个纳帕当地人生产了3D打印视觉再现8月24日旧金山附近纳帕发生6.0级地震的峰值地面速度(PGV)信息第二年，3D打印被用于使意大利小镇阿马特里切永垂不朽在一场造成297人死亡的地震后，它以一种复杂的模型的形式出现。
除了地震外，3D印刷模型在各种其他地区找到了应用。最突出的是医疗和牙科部门的解剖模型，其中3D打印启用全色现实主义和准确性,使复杂手术的规划,帮助患者更好地了解他们的治疗方法。
在其他地方，3D打印模型已经被用于急救创面敷料研发，帮助发展感染烧伤的治疗，并帮助执法人员打击贩卖野生动物。
订阅3D印刷行业通讯查看增材制造的最新消息。你也可以通过跟踪我们来保持联系推特并喜欢我们Facebook。
想从事增材制造行业?访问3D打印工作在行业中选择一个角色。
订阅我们的YouTube频道为最新的3D打印视频短片，评论和网络研讨会回放。betway必威手机版登录
特色的图像显示洛杉矶盆地由美国宇航局的ASTER地球观测仪器成像和绘制。照片通过NASA JPL。
