Alla Georgia Tech, i ricercatori stanno studiando come i principi dell’arte della piegatura della carta (origami) possono essere utilizzati con la stampa 3D. Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti sostiene ora il lavoro dei ricercatori con due premi MURI per un totale di 14 milioni di dollari. Vi presentiamo uno dei progetti che possono essere assegnati alla stampa 4D.
Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti (DoD) ha riconosciuto alla Georgia Tech due premi del 2022 Multidisciplinary University Research Initiative (MURI) per un totale di circa 14 milioni di dollari (12,89 milioni di EUR). Uno dei progetti si chiama ” Programmazione di strutture multistabili di origami e kirigami tramite la progettazione topologica “.
Secondo un articolo della Georgia Tech , il progetto sta studiando come i principi dell’arte della piegatura della carta ( origami ) possono essere applicati con la stampa 3D. L’obiettivo è creare strutture leggere e flessibili che possano cambiare forma. Le strutture dovrebbero commutare tra le più diverse geometrie stabili per svolgere determinate azioni o per adattarsi a condizioni ambientali in continua evoluzione. Si dice che le applicazioni siano adatte per aree dalla robotica multifunzionale stampata in 3D ai ponti morphing e ai componenti ad alta frequenza pieghevoli come le antenne.
I premi MURI sono assegnati a progetti di sostegno ai ricercatori che svolgono lavori che potrebbero un giorno essere utilizzati nel settore della difesa. Già nel 2018 abbiamo segnalato che Georgia Tech produce protesi e componenti elettrici con una stampante 4D .
Origami e robotica morbida
Si dice che l’arte della piegatura degli origami utilizzi la stampa 3D per creare materiali con proprietà trasformabili, scudi antiproiettile pieghevoli e altro (nella foto: esempi) (Immagine © Harvard University).
L’arte dell’origami trasforma un pezzo di carta piatto e quadrato in una scultura piegandolo. Se nei disegni vengono utilizzati tagli, questo viene chiamato kirigami. La robotica morbida utilizza meccanismi di piegatura e attuazione programmabili per i robot di stampa 4D che cambiano forma nel tempo.
Le strutture multistabili di origami hanno un comportamento molto complesso a causa del loro elevato numero di pieghe e forze che si influenzano a vicenda. I ricercatori progettano modelli matematici completi per caratterizzare e programmare i comportamenti. Sperano di consentire alla propria stampa 3D e ai processi di produzione avanzati di integrare il rilevamento e l’attuazione in queste strutture. Il team svilupperà banchi di prova sperimentali per valutare e ottimizzare i loro progetti basati su origami.
Zeb Rocklin, Georgia Tech Assistant Professor ha dichiarato:
“Questo progetto beneficia della capacità di Georgia Tech di sviluppare connessioni strette e potenti tra lo sviluppo di tecnologie avanzate e lo sviluppo di teorie fisiche universali e matematicamente rigorose. Partendo da concetti che chiunque può immaginare guardando o toccando un pezzo di origami, utilizziamo la robotica e la stampa 3D multifunzionale per creare strutture dinamiche complesse, flessibili e robuste che possono fare cose che nessuno ha mai visto prima”.
