Un gruppo di ricercatori della Deakin University in Australia e della Seoul National University of Science and Technology in Corea del Sud ha sviluppato un metodo per realizzare mediante stampa 3D rotativa particolari strutture cilindriche capaci di modificare forma, rigidità e comportamento sotto carico senza cambiare materiale e senza utilizzare motori, sensori o sistemi elettronici.
Le strutture sono definite meta-cylinders, cilindri metamateriali il cui comportamento deriva soprattutto dalla geometria interna anziché esclusivamente dalle proprietà del polimero con cui vengono prodotti.
Il lavoro, realizzato da Ali Zolfagharian, Moslem Mohammadi, Eui-Hyun Kim e Keun Park, combina diversi concetti che negli ultimi anni stanno assumendo crescente importanza nella produzione additiva: metamateriali meccanici, kirigami, strutture multistabili, stampa 3D non planare e progettazione guidata attraverso simulazioni.
Il risultato è un cilindro che può esistere in differenti configurazioni meccanicamente stabili e passare rapidamente dall’una all’altra attraverso fenomeni di snap-through.
La forma stessa diventa quindi una specie di programma meccanico.
Dal kirigami giapponese ai metamateriali meccanici
Il principio geometrico deriva dal kirigami, tecnica tradizionale giapponese che, diversamente dall’origami, combina piegatura e taglio del materiale.
Nel mondo dell’ingegneria, il concetto di kirigami viene utilizzato per creare strutture nelle quali opportuni tagli o aperture permettono a una superficie inizialmente relativamente semplice di deformarsi secondo comportamenti complessi.
Invece di aggiungere cerniere, molle o meccanismi separati, queste funzioni possono essere incorporate direttamente nella geometria.
I ricercatori hanno applicato questo principio a una struttura tubolare composta da una ripetizione di celle triangolari.
Ogni cella contiene tre aperture e una serie di sottili collegamenti che funzionano come cerniere deformabili.
Quando il cilindro viene sottoposto a trazione, questi elementi ruotano e flettono producendo una trasformazione della struttura.
Il tubo inizialmente compatto può quindi assumere una seconda configurazione più aperta e deformabile.
Una struttura capace di mantenere più stati stabili
Il concetto centrale della ricerca è la multistabilità.
Una struttura tradizionale possiede normalmente una configurazione di equilibrio preferenziale. Quando viene deformata e successivamente liberata dal carico tende a ritornare verso quella configurazione.
Una struttura bistabile possiede invece due configurazioni stabili.
Una struttura multistabile può averne più di due.
Un esempio intuitivo è il coperchio di alcuni contenitori flessibili: premendo una superficie questa può improvvisamente scattare da una configurazione concava a una convessa e rimanere nella nuova posizione.
Questo passaggio rapido viene definito snap-through.
Nei cilindri sviluppati da Deakin University e SeoulTech lo stesso principio viene programmato attraverso le celle kirigami.
Applicando una determinata forza, la struttura accumula energia elastica fino a superare una barriera energetica. A quel punto cambia rapidamente configurazione.
È quindi possibile progettare non soltanto la forma del componente, ma anche la quantità di forza necessaria per farlo passare da uno stato all’altro.
La forma diventa un programma meccanico
Uno degli aspetti più interessanti dello studio è proprio questa possibilità di utilizzare la geometria come strumento di programmazione.
Normalmente, per ottenere due componenti con rigidità differenti, si potrebbero scegliere due materiali diversi.
Un componente morbido potrebbe essere realizzato con un elastomero e quello rigido con un polimero più duro.
Nel sistema sviluppato dai ricercatori è possibile ottenere risposte differenti utilizzando lo stesso TPU.
Il cilindro nella configurazione appena stampata è relativamente compatto e rigido.
Dopo l’espansione indotta dalla trazione assume invece una configurazione più aperta e molto più deformabile.
Non cambia il materiale.
Non viene aggiunto alcun componente.
Cambia soltanto la geometria.
Questo principio consente di parlare di una vera intelligenza meccanica incorporata nella struttura.
Il cilindro cambia forma quando viene allungato
Durante la trazione il meta-cilindro non si limita ad allungarsi come un normale tubo elastico.
Le celle kirigami iniziano progressivamente ad aprirsi.
La zona centrale del cilindro tende a espandersi radialmente mentre le estremità rimangono relativamente più strette.
La struttura assume quindi una forma che può ricordare un vaso o una clessidra.
Durante questa trasformazione si verificano differenti eventi di snap-through.
Le curve forza-spostamento non risultano quindi regolari, ma presentano picchi e improvvise diminuzioni della forza.
Ogni variazione corrisponde alla transizione di una parte della struttura verso una nuova configurazione stabile.
Il numero e l’intensità di questi eventi possono essere modificati intervenendo sulla geometria delle celle.
Il diametro cambia radicalmente la risposta meccanica
I ricercatori hanno prodotto meta-cilindri con tre differenti diametri, mantenendo la stessa famiglia geometrica delle celle.
Questo ha permesso di studiare l’influenza della curvatura sul comportamento meccanico.
Il risultato è particolarmente interessante perché dimostra che anche il semplice diametro del tubo può diventare un parametro di progettazione della rigidità.
I cilindri più piccoli mostrano una maggiore rigidità e fenomeni di snap-through più pronunciati.
Quelli intermedi presentano una sequenza più distribuita di transizioni.
I cilindri di maggiore diametro mostrano invece un comportamento più progressivo e deformabile.
In altre parole, modificare il diametro permette di cambiare la risposta meccanica senza modificare materiale o struttura fondamentale della cella.
I piccoli cilindri sono molto più rigidi
Le differenze misurate nei test sono considerevoli.
Nella configurazione chiusa, i cilindri di piccolo diametro hanno raggiunto forze nell’ordine di circa 16-88 N nell’intervallo di compressione compreso fra 10 e 20 mm.
I cilindri più grandi, nelle stesse condizioni generali, si trovavano invece nell’ordine di circa 1,9-8,3 N.
Non si tratta quindi di differenze marginali.
La semplice variazione della curvatura consente di modificare di molte volte la forza necessaria per deformare la struttura.
Questo fenomeno deriva dal modo in cui la curvatura influenza i collegamenti della struttura kirigami.
Con diametri ridotti, la geometria circolare impone vincoli maggiori e aumenta l’accoppiamento fra flessione e allungamento delle celle.
Lo stesso cilindro può diventare molto più morbido dopo l’espansione
Un secondo parametro fondamentale è lo stato nel quale viene utilizzato il cilindro.
Nella configurazione closed, corrispondente allo stato compatto ottenuto dopo la stampa, la struttura possiede una rigidità relativamente elevata.
Quando viene portata nella configurazione expanded, le celle sono già state aperte e una parte delle cerniere geometriche è stata attivata.
La rigidità diminuisce considerevolmente.
Il cilindro diventa quindi più deformabile e può assorbire carichi attraverso un movimento più progressivo.
I cilindri di grande diametro nello stato espanso sono arrivati a deformazioni nell’ordine dei 70 mm prima della densificazione, mantenendo forze relativamente basse e abbastanza stabili.
Questo comportamento è particolarmente interessante per i dispositivi destinati all’assorbimento di energia.
Dalla struttura rigida all’assorbitore progressivo
Nei test di compressione le differenze fra le due configurazioni diventano particolarmente evidenti.
Il cilindro chiuso inizialmente resiste al carico.
Quando la forza raggiunge una determinata soglia, la struttura può deformarsi improvvisamente attraverso buckling e snap-through.
Il cilindro espanso reagisce invece in maniera più progressiva.
Le celle già aperte permettono alle pareti di piegarsi e ruotare distribuendo la deformazione su una regione più ampia.
Invece di produrre un singolo picco elevato seguito dal collasso, la forza può mantenersi su un plateau più lungo.
Per applicazioni di protezione dagli impatti questo tipo di risposta può essere molto utile.
Un buon assorbitore di energia, infatti, non deve necessariamente opporre la massima forza possibile.
Deve gestire l’energia rallentando la deformazione senza trasmettere picchi di forza eccessivi alla struttura che deve proteggere.
Tre cilindri concentrici creano una risposta soft-medium-hard
La parte forse più interessante della ricerca riguarda l’inserimento di più meta-cilindri uno dentro l’altro.
I ricercatori hanno costruito configurazioni coassiali, utilizzando tubi con differenti diametri e differenti stati di apertura.
Questa struttura permette di ottenere una risposta meccanica in più fasi.
Un cilindro esterno già espanso può costituire il primo livello morbido.
Quando la deformazione aumenta entra in funzione il cilindro intermedio.
Infine viene coinvolto il tubo interno, più piccolo e rigido.
Il risultato è una sequenza che i ricercatori descrivono come:
soft → medium → hard.
La struttura inizialmente offre poca resistenza.
Successivamente la rigidità aumenta.
Nella fase finale diventa molto più difficile comprimerla.
Da pochi Newton fino a circa 70 N nello stesso sistema
I dati sperimentali mostrano chiaramente questo comportamento.
Nelle configurazioni con cilindro esterno espanso, le forze iniziali possono rimanere nell’ordine di 1,6-2,7 N fino a circa 30 mm di deformazione.
Quando successivamente vengono coinvolti i cilindri interni nella configurazione chiusa, la forza può crescere fino all’ordine dei 70 N.
La stessa struttura può quindi passare da una risposta estremamente morbida a una molto più rigida durante un singolo evento di compressione.
Questo risultato viene ottenuto senza sensori, controllori elettronici, valvole o attuatori.
È semplicemente la sequenza geometrica delle diverse strutture concentriche a stabilire quando ciascun elemento entra in funzione.
Un principio simile alle zone di deformazione delle automobili
Il concetto ricorda, su scala diversa, quello delle zone di deformazione programmata utilizzate nelle automobili.
In un incidente non è necessariamente desiderabile che l’intera struttura sia completamente rigida.
Alcune regioni devono deformarsi progressivamente per assorbire energia prima che il carico raggiunga l’abitacolo.
I meta-cilindri potrebbero offrire una versione altamente programmabile dello stesso principio.
Scegliendo diametro, geometria delle celle e stato iniziale di ciascun tubo sarebbe possibile definire differenti livelli di resistenza.
Un primo stadio potrebbe assorbire piccoli urti.
Un secondo potrebbe entrare in funzione con carichi più elevati.
Un terzo potrebbe fornire una barriera finale contro la compressione.
Test anche in flessione a tre punti
Il gruppo non ha analizzato soltanto trazione e compressione.
I meta-cilindri sono stati sottoposti anche a prove di flessione a tre punti.
Anche in questo caso la configurazione chiusa e quella espansa si comportano in maniera differente.
Nel cilindro chiuso le celle rimangono inizialmente compatte e la struttura oppone una maggiore resistenza.
Con l’aumento della flessione compaiono improvvisi eventi di snap-through.
Nel cilindro già espanso il comportamento diventa molto più progressivo.
La struttura si comporta quasi come un giunto deformabile programmato.
Le differenze sono influenzate anche dal diametro.
I cilindri piccoli mostrano rigidità maggiore e transizioni più evidenti, mentre quelli grandi possono raggiungere deformazioni superiori mantenendo una risposta più uniforme.
Questo comportamento potrebbe risultare interessante per giunti flessibili, dispositivi robotici e sistemi destinati all’isolamento delle vibrazioni.
Una Snapmaker 2.0 A350 trasformata in stampante rotativa
Dal punto di vista della produzione, uno degli aspetti più interessanti è che i ricercatori non hanno utilizzato una complessa piattaforma industriale sviluppata appositamente.
La macchina di partenza è una Snapmaker 2.0 A350, stampante desktop modulare commerciale.
Il sistema è stato equipaggiato con il modulo rotativo disponibile per la piattaforma.
Invece di costruire il tubo strato dopo strato sopra un piano orizzontale, il materiale viene depositato direttamente attorno a un mandrino cilindrico che ruota.
Il movimento lineare tradizionale lungo un asse viene quindi sostituito dalla rotazione del cilindro.
Questo consente alla testina di seguire direttamente la superficie curva.
Perché stampare direttamente sul cilindro
Una normale procedura per produrre una struttura kirigami cilindrica potrebbe partire da un foglio piano.
La geometria verrebbe stampata, successivamente curvata e infine unita alle estremità.
Questo approccio introduce però una zona di giunzione.
La continuità dei percorsi di materiale viene interrotta e può essere necessario aggiungere adesivi, saldature o altri sistemi di assemblaggio.
Con la stampa rotativa il componente nasce direttamente in forma cilindrica.
Non è necessario avvolgere una struttura piana.
Non serve realizzare una giunzione longitudinale.
I percorsi di deposizione possono seguire continuamente la circonferenza.
Questo migliora la continuità della struttura e permette di orientare meglio i filamenti rispetto ai principali percorsi di carico.
Nessun supporto necessario
Un’altra conseguenza della stampa sul mandrino è la possibilità di realizzare la struttura senza supporti tradizionali.
Nella stampa FFF planare, produrre superfici fortemente curve o elementi sospesi può richiedere strutture temporanee.
Queste devono essere stampate, consumano materiale e successivamente devono essere rimosse.
Nel sistema rotativo il mandrino stesso fornisce continuamente la superficie sulla quale viene depositato il materiale.
Questo riduce sia il materiale utilizzato sia il post-processing.
Per strutture tubolari prodotte in quantità elevate, eliminare supporti e operazioni di assemblaggio potrebbe diventare un vantaggio produttivo significativo.
Rhino e Grasshopper per progettare la geometria
La preparazione del modello avviene attraverso Rhinoceros 8 e Grasshopper.
Grasshopper permette di costruire la geometria in maniera parametrica.
Invece di disegnare manualmente ogni apertura del kirigami, il progettista può definire parametri come:
diametro;
dimensione delle celle;
angolo delle aperture;
spessore dei collegamenti;
numero di celle;
spessore della parete.
Modificando un parametro, l’intera struttura viene rigenerata.
Questo approccio è particolarmente utile perché le proprietà meccaniche dipendono direttamente da queste variabili geometriche.
Il CAD diventa quindi parte del sistema di programmazione meccanica.
Dal cilindro al G-code attraverso una trasformazione geometrica
I normali slicer FFF sono progettati per costruire oggetti attraverso strati planari.
Un cilindro stampato radialmente richiede invece una logica differente.
Il gruppo ha sviluppato quindi un processo di trasformazione del percorso.
La struttura viene suddivisa attraverso una sequenza di superfici cilindriche concentriche distanziate di circa 0,2 mm, corrispondenti all’altezza dello strato utilizzata.
Le superfici vengono successivamente “srotolate” virtualmente in una rappresentazione piana.
Il modello risultante viene esportato e processato tramite Ultimaker Cura.
Il G-code generato viene infine modificato attraverso uno script Python.
I movimenti lineari lungo l’asse X vengono convertiti in rotazione del mandrino.
In questo modo un software sviluppato per una normale stampante cartesiana può essere utilizzato per controllare una deposizione cilindrica.
TPU eSUN eTPU-95A come unico materiale
Tutti i cilindri della ricerca sono stati prodotti utilizzando un unico materiale: eSUN eTPU-95A, un poliuretano termoplastico flessibile fornito da Shenzhen Esun Industrial.
La scelta del TPU è coerente con il tipo di struttura.
Le sottili cerniere delle celle kirigami devono poter subire grandi deformazioni ripetute senza rompersi.
Un materiale fragile renderebbe difficile ottenere fenomeni di snap-through reversibili.
I ricercatori hanno caratterizzato direttamente i campioni prodotti tramite additive manufacturing.
Le proprietà utilizzate successivamente nelle simulazioni comprendevano un modulo elastico di circa 15,3 MPa, una resistenza a trazione di circa 7,17 MPa e un allungamento a rottura misurato del 20% nelle condizioni dei test realizzati.
Questi valori specifici si riferiscono naturalmente al materiale stampato e alle condizioni sperimentali dello studio.
Ugello da 0,4 mm e temperatura di 220 °C
La configurazione utilizzata è sorprendentemente vicina a quella di molte stampanti FFF desktop.
La Snapmaker era equipaggiata con un ugello da 0,4 mm.
L’altezza dello strato era di 0,2 mm.
La temperatura di estrusione del TPU è stata impostata a 220 °C.
I primi tre strati venivano depositati alla velocità ridotta di circa 10 mm/s, in modo da ottenere una buona adesione sul mandrino.
Successivamente la velocità saliva a circa 25 mm/s.
Il limite non derivava soltanto dal comportamento del TPU, ma anche dalla velocità massima raggiungibile dal sistema rotativo.
Il riempimento utilizzato era del 100%, perché le superfici triangolari dovevano mantenere una distribuzione continua del materiale.
La simulazione permette di programmare il comportamento prima della stampa
La ricerca non si limita alla sperimentazione fisica.
I ricercatori hanno utilizzato l’analisi agli elementi finiti, FEA, per prevedere come le diverse geometrie avrebbero reagito alle sollecitazioni.
La simulazione è particolarmente importante in strutture multistabili.
Il progettista non deve semplicemente sapere quanto il componente si deformerà.
Deve conoscere le differenti configurazioni di equilibrio e le barriere energetiche che le separano.
Una determinata cella può essere progettata affinché rimanga chiusa fino al raggiungimento di una certa forza.
Una seconda geometria può essere programmata per aprirsi molto prima.
Combinando queste celle diventa quindi possibile costruire una risposta meccanica complessa.
Le previsioni numeriche sono state confrontate con i test fisici e hanno riprodotto in modo soddisfacente le principali trasformazioni osservate sperimentalmente.
Possibili applicazioni per proteggere le batterie
Tra le applicazioni analizzate dagli autori c’è la protezione delle celle cilindriche delle batterie.
Molte batterie utilizzate in veicoli elettrici, utensili e sistemi di accumulo sono costituite da celle cilindriche.
Una struttura coassiale kirigami potrebbe circondare la cella creando diversi livelli di protezione.
In caso di piccolo urto si deformerebbe inizialmente lo strato più morbido.
Con l’aumento della forza entrerebbero progressivamente in funzione gli strati più rigidi.
Il vantaggio rispetto a una normale protezione in schiuma o a una custodia rigida sarebbe la possibilità di programmare in maniera molto precisa la curva forza-deformazione attraverso la sola geometria.
Scalando il diametro si potrebbe inoltre adattare lo stesso principio a celle di dimensioni differenti.
Applicazioni nell’aerospazio e nel controllo delle vibrazioni
Un’altra area proposta riguarda aerospazio e veicoli di lancio.
La rigidità di una struttura influenza le frequenze alle quali questa tende a vibrare.
Poiché i meta-cilindri possono cambiare rigidità in funzione del diametro e dello stato aperto o chiuso, potrebbero essere utilizzati come elementi per modificare il comportamento dinamico di una struttura.
Una combinazione di cilindri potrebbe essere progettata per assorbire o attenuare determinate bande di frequenza.
Questo concetto può essere interessante per supporti, connessioni o elementi destinati a ridurre la trasmissione delle vibrazioni.
Il vantaggio sarebbe ancora una volta la possibilità di ottenere proprietà differenti senza introdurre sistemi attivi di controllo.
Un possibile utilizzo nella robotica morbida
I ricercatori individuano applicazioni anche nella soft robotics.
Un meta-cilindro espanso può comportarsi come una struttura relativamente morbida e flessibile.
La configurazione chiusa può offrire invece una risposta più rigida.
Questi due stati possono essere interpretati come equivalenti meccanici di un muscolo rilassato e di uno contratto.
Una struttura robotica potrebbe quindi utilizzare cilindri multistabili per modificare la propria rigidità o distribuire diversamente le forze.
Il concetto è interessante anche per dispositivi indossabili ed esoscheletri.
Un giunto potrebbe rimanere morbido durante il movimento normale e diventare più resistente quando viene raggiunta una determinata configurazione o forza.
Frizioni e freni completamente passivi
Lo studio propone inoltre applicazioni nei sistemi rotanti.
Le strutture concentriche potrebbero funzionare come elementi di frizione o innesto sensibili al carico.
Una determinata geometria potrebbe essere progettata per rimanere disaccoppiata sotto una certa coppia e modificare la propria configurazione quando viene superata una soglia.
In questo modo sarebbe possibile costruire un meccanismo di protezione passivo.
Non sarebbe necessario misurare elettronicamente la coppia e comandare un attuatore.
La struttura stessa reagirebbe al carico.
È ancora un concetto da sviluppare, ma mostra cosa significhi realmente parlare di intelligenza meccanica programmata attraverso la geometria.
Da metamateriale a componente programmabile
Il lavoro di Deakin University e Seoul National University of Science and Technology evidenzia un cambiamento importante nel modo di pensare la produzione additiva.
Tradizionalmente il progettista sceglie una forma e successivamente seleziona un materiale capace di resistere alle sollecitazioni previste.
Con i metamateriali meccanici l’approccio cambia.
La microgeometria o la mesogeometria del componente diventa essa stessa una variabile che determina le proprietà.
Con lo stesso TPU è possibile ottenere una struttura rigida, una morbida, una capace di snap-through o una con una risposta progressiva.
Combinando più strutture si può ottenere un comportamento a più stadi.
La stampa 3D è particolarmente adatta a questo approccio perché permette di realizzare geometrie ripetitive e complesse senza necessità di attrezzature dedicate.
Una forma di 4D printing senza necessariamente utilizzare materiali a memoria di forma
La ricerca può essere collegata anche al concetto di 4D printing.
Nella stampa 4D un oggetto prodotto mediante additive manufacturing modifica successivamente forma o proprietà in risposta a uno stimolo.
Spesso vengono utilizzati materiali a memoria di forma attivati da calore, umidità o altri stimoli.
Nel caso dei meta-cilindri il meccanismo è principalmente geometrico e meccanico.
Lo stimolo è una forza.
La trasformazione viene determinata dalle instabilità e dalle configurazioni energetiche incorporate nella struttura.
Questo offre il vantaggio di non dover necessariamente utilizzare materiali intelligenti più complessi.
Il vero elemento intelligente è la geometria
Forse l’aspetto più significativo della ricerca è quindi proprio questo.
Il materiale utilizzato è un normale TPU commerciale.
La stampante deriva da una macchina desktop disponibile sul mercato.
Il comportamento sofisticato non arriva da sensori o elettronica.
Deriva dal modo in cui le celle sono disegnate, dal loro diametro, dallo stato nel quale vengono portate e dalla loro combinazione.
Un cilindro può essere morbido.
Un altro, prodotto con lo stesso materiale, può essere rigido.
Inserendoli uno nell’altro si può costruire una risposta meccanica in più fasi.
Il componente non deve decidere attraverso un computer quando cambiare comportamento: la decisione è già incorporata nella sua geometria.
È questo il concetto di mechanical intelligence programming utilizzato dagli autori.
La stampa rotativa potrebbe rendere questi sistemi molto più accessibili
Il fatto che gli esperimenti siano stati eseguiti adattando una Snapmaker 2.0 A350 è altrettanto interessante.
Mostra che la produzione di metamateriali cilindrici non richiede necessariamente sistemi industriali altamente specializzati.
Il vero ostacolo rimane soprattutto il software.
Gli attuali slicer sono stati sviluppati principalmente per deposizioni planari.
Per sfruttare pienamente la stampa rotativa servono strumenti capaci di generare automaticamente percorsi su superfici cilindriche e non planari.
Il gruppo di Deakin University sta lavorando anche su questo problema, con ricerche dedicate a framework di slicing rotativo e procedure open source.
Una maggiore automazione della generazione del G-code potrebbe trasformare una tecnica oggi prevalentemente sperimentale in uno strumento molto più accessibile a laboratori e imprese.
Dal tubo passivo al componente capace di gestire il carico
Un normale tubo viene progettato soprattutto per sopportare una determinata forza.
Il meta-cilindro proposto dal gruppo australiano e coreano aggiunge una possibilità differente: decidere come la struttura deve reagire durante l’intero evento di carico.
Può opporre inizialmente poca resistenza.
Può aumentarla progressivamente.
Può cambiare improvvisamente configurazione.
Può assorbire energia attraverso una sequenza di deformazioni.
Può diventare più morbido dopo essere stato espanso.
Può essere combinato con altri cilindri per costruire una curva di risposta più complessa.
È una differenza importante.
La funzione non consiste più soltanto nel resistere alla deformazione, ma nel controllarla.
Una piattaforma ancora sperimentale ma con un principio industrialmente interessante
I ricercatori sottolineano che rimangono diversi aspetti da approfondire.
Il comportamento delle strutture concentriche coinvolge contatto, attrito, buckling e deformazioni geometricamente non lineari difficili da modellare completamente.
Anche durata a fatica, ripetibilità dopo numerosi cicli e comportamento con materiali differenti richiederanno ulteriori studi.
Le applicazioni proposte in batterie, aerospazio, robotica e sistemi di protezione rappresentano quindi possibilità progettuali, non prodotti già pronti per il mercato.
Il principio dimostrato è però significativo.
Attraverso una combinazione di kirigami, metamateriali, simulazione e stampa 3D rotativa, è possibile costruire componenti tubolari nei quali rigidità e assorbimento di energia vengono programmati geometricamente.
La ricerca di Deakin University e Seoul National University of Science and Technology mostra quindi una direzione interessante per la manifattura additiva: non utilizzare la stampa 3D soltanto per produrre forme difficili da realizzare con altre tecnologie, ma sfruttarla per costruire oggetti il cui comportamento meccanico è incorporato direttamente nella geometria.
In questo caso il passaggio più importante non è dalla produzione tradizionale alla stampa 3D.
È il passaggio da un componente con proprietà fisse a una struttura programmabile capace di cambiare risposta senza cambiare materiale.
“Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI)”
