美军头盔可以防御弹道武器，但没有人知道这种头盔防御冲击波的能力有多强。美国陆军研究实验室的科学家们使用不同方法研究冲击波对颅骨内侧、外侧方方面面的影响。3D打印即为其中的一种研究方法，战场上，C4或TNT之类的高性能炸药会产生超压冲击波，严重损害大脑。
为了解这种冲击波如何使大脑受伤以及其严重程度，从而制作出不仅保护头部更能保护大脑的头盔，美国陆军研究实验室的研究员们特地参考二三十岁的士兵头骨，打造了人造颅骨。它们不只形似，而且仿真生理机能，通过实验模拟战场上的爆炸，研发新型军用头盔的护具、外壳和其他防护装备。
美国陆军研究实验室通过3D打印技术和合成材料，研究仿真头骨。研究人员使用CT扫描图像生成右侧头骨的几何形状和结构，3D打印出类骨替代物模型，以在模拟爆炸和冲击环境下测试新头盔护具。
“人类颅骨的力学性能会随着年龄的增长而变化，此外还取决于个人的健康状况，” 材料工程师Thomas Plaisted博士在采访中说，“捐赠的颅骨通常来自老年人，其性能与陆军士兵可能会有很大差别，在爆炸和冲击波环境下做出的反应也可能不同。”
研究目的在于决定护具和头盔外壳材料，以保护头部免于受伤。
“我们对头部和头盔的反应进行模拟建模，研究怎样的护具属性才能在各种场景下降低受伤程度。” Plaisted说，“然后，根据这些属性制成材料，在实验室中进行测试，验证电脑模拟的情景。研究出最佳材料结构和材料组合，实现能量的快速吸收，同时保证佩戴舒适。”
今年年初，美国陆军研究实验室高频率敲击人造颅骨和人骨来测试，对比二者的裂缝。实验结果认为人造颅骨材料的性能与人骨非常接近。
Plaisted 说：“接下来，我们要研究3D打印能达到的精度极限，怎样的精度符合我们的属性需求。”
他估计今年秋天会开始3D打印人造颅骨。
美国陆军已经广泛应用3D打印技术，研究弹头组件、服装、穿戴式传感器以及3D打印的食物，还在研发3D生物打印机，以救治在战场上受伤的士兵。
