Las estructuras desplegables, objetos que pasan de un estado compacto a uno expandido, se utilizan en todas partes, desde los patios traseros hasta Marte. Pero como sabe cualquiera que haya luchado por abrir una silla plegable que no coopera, transforma formas bidimensionales en tridimensionales.Las estructuras dimensionales a veces son un desafío.
Ahora, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas SEAS de Harvard John A. Paulson y la Escuela de Graduados de Diseño de Harvard han desarrollado un sistema desplegable que es liviano, compacto, económico, fácil de fabricar y, lo más importante,fácil de implementar. Al aprovechar las inestabilidades mecánicas en las vigas curvas, el sistema puede transformar objetos en configuraciones 3D elaboradas y personalizables en una variedad de escalas, desde muebles a gran escala hasta pequeños dispositivos médicos.
"La mayoría de las estructuras desplegables inducidas por pandeo, como las sillas plegables, son activadas por fuerzas de compresión que se crean a través del desplazamiento lineal de elementos", dijo Saurabh Mhatre, investigador asociado en GSD y primer autor del artículo. "Nuestro enfoque esdiferente en que la fuerza de compresión se genera a través de un movimiento de rotación, que a su vez induce el pandeo como disparador de la transformación de 2D a 3D ".
El equipo de investigación interdisciplinario de diseñadores e ingenieros utilizó una combinación de experimentos y análisis numéricos para comprender la geometría de vigas curvas y delgadas y lo que sucede cuando esas vigas giran y se comban. Aprovechando el pandeo, un fenómeno normalmente indeseable en diseño e ingeniería- los investigadores pudieron diseñar estructuras desplegables con un simple movimiento de rotación.
Para demostrar el sistema, el equipo construyó una pantalla de lámpara que se puede girar para dejar entrar más o menos luz y una mesa de café que se puede plegar y desplegar con un simple movimiento.
"Esta nueva plataforma se puede ampliar para realizar estructuras y dispositivos funcionales desde la escala milimétrica a la métrica utilizando una variedad de materiales diferentes", dijo Katia Bertoldi, profesora de Mecánica Aplicada William and Ami Kuan Danoff en SEAS y autora principal de la"Estas estructuras podrían usarse como dispositivos médicos, dispositivos ópticos como mecanismos de enfoque de cámara, ruedas y turbinas desplegables, muebles o refugios desplegables".
La investigación se publicó recientemente en Materiales avanzados . Fue coautor de Elisa Boatti, David Melancon, Ahmad Zareei, Maxime Dupont y Martin Bechthold. Fue financiado en parte por la National Science Foundation a través del Centro de Ingeniería y Ciencia de Investigación de Materiales de la Universidad de Harvard con las subvenciones DMR2011754 y DMR-1922321.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :