3D печата и другите производствени процеси позволяват вече да се произвеждат материали с невъобразимо сложни вътрешни структури. Това е особено интересно за леките конструкции. Това е така, защото новите технологии спомагат да се разработят изключително стабилни материали с възможно най-голямо количество кухини. За тази цел обаче, вътрешните структури трябва да бъдат конструирани възможно най-ефективно.

Изследователи от ETH Zürich и Масачузетския технологичен институт (MIT) разработват нови вътрешни структури на материали, които могат да поемат сили и по трите оси на съпротивление, като по този начин стават изключително здрави.

Математически може да се определи на теория колко твърди биха могли да станат подобни материали с вътрешни кухини. Така, може да се докаже, че новият метод на конструкцията на учените се доближава изключително до тази теоретична граница на твърдост. С други думи, практически е невъзможно да се развият други материални структури, които да са още по-здрави за даденото тегло.

Характерно за новия конструктивен метод е, че твърдостта във вътрешността на материала не се постига с мрежа, а с насложени равнини. Принципът на мрежата е много стар, отдавна се използва в лекото строителство, за изграждане на стоманени мостове и стоманени кули, като Айфеловата кула. Поради това мрежата често се възприема като най-оптималната лека структура. Посредством компютърни изчисления и експериментални измервания, обаче, учените сега показват, че равнинни структури със същото тегло и обем са до три пъти по-здрави от решетъчните структури. Твърдостта (устойчивост на еластична деформация) и силата (устойчивост на необратими деформации) на тези структури е много близо до теоретичните максимални стойности.

Учените първоначално са разработили структурите на компютър и са изчислили техните свойства, след което са ги отпечатали на 3D принтер. Те подчертават, че предимствата на този конструктивен метод биха били универсални, независимо от мащаба, в който се прилагат.

Източник: Izolacii.eu