Los investigadores de ETH Zurich han desarrollado un nuevo diseño basado en material de memoria que evoluciona con los estímulos ambientales. Estas estructuras impresas 4D contienen actuadores programables que se despliegan de forma autónoma y cambian de forma utilizando alteraciones de temperatura como catalizador. También soportan cargas antes y después del accionamiento y, por lo tanto, pueden servir como excelentes materiales de construcción.
La profesora Kristina Shea y el estudiante de doctorado Tian Chen fueron los autores intelectuales de este increíble estudio. Almacenaban múltiples formas en un polímero con memoria de forma y, en reacción al calor, se transformaban en varias formas. Entre ellos se encontraban pirámides y formas paraboloides hiperbólicas, que mostraban una amplia gama de capacidades.
“ Usando un polímero con memoria de forma como fuente de energía de temperatura controlable y un mecanismo biestable como actuador lineal y amplificador de fuerza, las estructuras logran una activación geométrica precisa y una capacidad de carga cuantificable ”, explica el estudio. “ El actuador de la unidad propuesto integra estos dos componentes y está diseñado para ser ensamblado en estructuras más grandes, desplegables y reconfigurables. »
Creación de polímeros de construcción 4D
Los investigadores utilizaron la impresión 3D de inyección de tinta multimaterial para lograr las configuraciones correctas. Los diseños complejos fueron el resultado de la deposición precisa y selectiva de las resinas líquidas fotorreactivas con diferentes temperaturas de transición vítrea y rigidez. Luego combinaron el polímero con una armadura de Mises, un mecanismo biestable. En consecuencia, esto les dio la capacidad de crear una sustancia con 2 estados de equilibrio tremendamente diferentes.
Imprimieron el objeto utilizando una impresora 3D multimaterial Stratasys Objet3 Connex500. El material consistía en FLX9895 (polímero con memoria de forma), RGD525 (plástico rígido resistente a la temperatura) y Agilus30 (material similar a un elastómero).
El complejo polímero pasa de una forma plana a una estructura increíblemente diferente. Todo esto también viene con la capacidad de regular la forma y la temperatura sin problemas. Aunque los polímeros que cambian de forma han sido durante mucho tiempo un elemento básico de la impresión 4D, nunca han sido tan aplicables. Si bien la investigación se encuentra en fases iniciales, tiene muchas aplicaciones en causas industriales o vuelos espaciales. Esto es especialmente útil en la construcción o renovación donde casi siempre se necesita tecnología de carga.
El estudio está disponible aquí .
