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Miércoles, 23 septiembre 2015
Ingeniería

Sistema avanzado de autoplegado para montaje automático de estructuras complejas

Usando componentes hechos a partir de materiales con memoria de forma y con comportamientos ligeramente diferentes ante el calor, unos investigadores han demostrado una tecnología de impresión que permite la creación de estructuras complejas autoplegables.

 

La tecnología, desarrollada por expertos del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech) en la ciudad de Atlanta, Estados Unidos, y la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD), podría emplearse para crear estructuras en 3D que se plieguen secuencialmente por sí mismas a partir de componentes que hayan permanecido planos, o enrollados dentro de un tubo, para facilitar su almacenamiento y transporte. Las protoestructuras podrían responder a estímulos como la temperatura, la humedad o la luz, de una manera que esté programada con suficiente precisión para crear estructuras espaciales, dispositivos médicos que adopten dentro del cuerpo una forma con la que no habrían podido ser introducidos en él, robots, juguetes y muchas otras clases de objetos.

 

El equipo de Jerry Qi utilizó polímeros con memoria de forma con la capacidad de recordar una forma y cambiar a otra programada cuando se aplica calor uniforme. La capacidad de crear objetos que cambian de forma con el transcurso del tiempo en una secuencia controlada es posible gracias a la impresión de múltiples materiales con diferentes propiedades mecánicas dinámicas, siguiendo patrones cuidadosamente diseñados en cada zona del objeto tridimensional. Cuando estas protoestructuras son después calentadas, cada polímero con memoria de forma reacciona siguiendo un ritmo diferente de transformación de su forma, dependiendo de su propio “reloj interno” por así decirlo. Temporizando cuidadosamente estos cambios, los objetos en 3D pueden ser programados para metamorfosearse por su cuenta hasta convertirse en la estructura deseada.

 

[Img #30799]

 

Esta imagen muestra el proceso de autoplegado de estructuras hechas con materiales inteligentes dotados de memoria de forma y con respuestas ligeramente diferentes frente al calor. Usar materiales que se pliegan a velocidades diferentes es importante para asegurar que las distintas partes de las estructuras no se interfieran entre sí durante el proceso de transformación. (Foto: Qi Laboratory, Georgia Tech)

 

La nueva técnica permite imprimir estas estructuras autotransformables a partir de patrones impresos en 3D que contengan cantidades variables de diferentes polímeros inteligentes con memoria de forma. La creación de patrones, realizada con una impresora 3D, permite a las protoestructuras planas resultantes tener una respuesta temporal variable ante el mismo estímulo. Sistemas anteriores precisaban la aplicación de distintos niveles de calor en lugares específicos de la protoestructura plana para estimular debidamente los cambios de forma.

 

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