Al fusionar el antiguo arte del origami con la tecnología del siglo XXI, los investigadores han creado un enfoque de un solo paso para fabricar estructuras complejas de origami cuyo peso ligero, capacidad de expansión y resistencia podrían tener aplicaciones en todo, desde dispositivos biomédicos hasta equipos utilizados en la exploración espacial.Hasta ahora, hacer tales estructuras ha implicado múltiples pasos, más de un material y ensamblaje de piezas más pequeñas.
"Lo que tenemos aquí es la prueba de concepto de un sistema integrado para fabricar origami complejo. Tiene enormes aplicaciones potenciales", dijo Glaucio H. Paulino, profesor de la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental del Instituto de Tecnología de Georgiay un líder en el creciente campo de la ingeniería de origami, o usando los principios del origami, las matemáticas y la geometría para hacer cosas útiles. El otoño pasado, Georgia Tech se convirtió en la primera universidad del país en ofrecer un curso sobre ingeniería de origami, que Paulino enseñó.
Los investigadores utilizaron un tipo relativamente nuevo de impresión 3D llamada Procesamiento digital de luz DLP para crear estructuras innovadoras de origami que no solo son capaces de soportar un peso significativo, sino que también se pueden plegar y plegar repetidamente en una acción similar al empuje lento ytirar de un acordeón. Cuando Paulino informó por primera vez de estas estructuras, o "tubos con cremallera", en 2015, estaban hechas de papel y necesitaban pegarse. En el trabajo actual, los tubos con cremallera, y las estructuras complejas hechas de ellos, soncompuesto de un plástico un polímero y no requiere montaje.
El trabajo se informó en un número reciente de Materia suave , una revista publicada por la Royal Society of Chemistry. Los autores principales son Paulino; H. Jerry Qi, profesor de la Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff de Georgia Tech; y Daining Fang de la Universidad de Pekín y el Instituto de Tecnología de BeijingOtros autores son Zeang Zhao, estudiante visitante en Georgia Tech ahora en la Universidad de Pekín; Qiang Zhang de la Universidad de Pekín; y Xiao Kuang y Jiangtao Wu de Georgia Tech.
Una tecnología emergente
Existen muchos tipos diferentes de tecnologías de impresión 3D. La más familiar, la inyección de tinta, ha existido durante unos 20 años. Pero hasta ahora, ha sido difícil crear estructuras impresas en 3D con las intrincadas características huecas asociadas con el origami complejo porqueretirar los materiales de soporte necesarios para imprimir estas estructuras es un desafío. Además, a diferencia del papel, los materiales impresos en 3D no se pueden plegar varias veces sin romperse.
Ingrese DLP y algo de ingeniería creativa. Según Qi, un líder en el campo emergente que colabora con el grupo de Fang en la Universidad de Pekín, DLP ha estado en el laboratorio por un tiempo, pero la comercialización solo comenzó hace unos cinco años. A diferencia de otras impresiones 3Dtécnicas, crea estructuras mediante la impresión de capas sucesivas de una resina líquida que luego se cura o endurece con luz ultravioleta.
Para el trabajo actual, los investigadores primero desarrollaron una nueva resina que, cuando se cura, es muy resistente. "Queríamos un material que no solo fuera blando, sino que también se pudiera doblar cientos de veces sin romperse", dijo Qi.la resina, a su vez, es clave para un elemento igualmente importante del trabajo: las bisagras pequeñas, que se encuentran a lo largo de los pliegues donde se pliega la estructura de origami, permiten plegarse porque están hechas de una capa más delgada de resina que los paneles más grandes dede los cuales forman parte los paneles constituyen la mayor parte de la estructura.
Juntos, la nueva resina y las bisagras funcionaron. El equipo usó DLP para crear varias estructuras de origami que van desde las celdas de origami individuales de las que están compuestos los tubos con cremallera hasta un puente complejo compuesto por muchos tubos con cremallera. Todos fueron sometidos a pruebas que demostraron queno solo eran capaces de transportar alrededor de 100 veces el peso de la estructura de origami, sino que también podían plegarse y desplegarse repetidamente sin romperse ". Tengo una pieza que imprimí hace unos seis meses y que demuestro para las personas todo el tiempo,todavía está bien ", dijo Qi.
¿Qué sigue?
¿Qué sigue? Entre otras cosas, Qi está trabajando para facilitar aún más la impresión y al mismo tiempo explorar formas de imprimir materiales con diferentes propiedades. Mientras tanto, el equipo de Paulino creó recientemente un nuevo patrón de origami en la computadora que le entusiasma pero que élno ha podido realizarlo físicamente porque es muy complejo. "Creo que el nuevo sistema podría darle vida", dijo.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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