Tuesday, March 31, 2020
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Metamateriali – La stampa 3D ed i materiali dalle multiproprietà

Dall'America arriva una nuova ricerca in merito ai possibili campi applicativi della stampa 3D. Stavolta è il turno dei metamateriali e delle loro multi proprietà fisiche, da fantascienza!

Un team di ricercatore dalla Viterbi University in Los Angeles ha trovato un nuovo modo per controllare suoni e vibrazioni attraverso la stampa 3d. Il team ha sviluppato metamateriali stampati in 3D, che sono capaci di bloccare le onde sonore e le vibrazioni meccaniche a distanza, usando i campi magnetici.

La ricerca sui materiali di stampa 3D sta accelerando con specifici obiettivi: creare qualcosa di leggero, una solida struttura o ancora aumentare la velocità del processo di stampa. Questa volta, ci interessiamo appunto dei metamateriali, che nascondono, sotto un nome così appariscente e affascinante,  un composto artificiale di sostanze che possiedono proprietà elettromagnetiche, che non si possono ritrovare in nessun altro materiale naturale.

Di solito la loro struttura di materiali isolanti, a livello di costruzione, si presenta sempre in geometrie regolari, tipo parallepipedi, il che significa una limitazioni di impieghi nell’uso pratico.

Per aiutarci a capire corre in nostro soccorso il team ricercatore diretto dal professor Qiming Wang.

I meta materiali hanno anche loro una struttura geometrica, la capacità di bloccare le onde sonore e le vibrazioni meccaniche. Ma il limite appunto di questa struttura è che non può essere alterata, altrimenti la loro proprietà isolate a livello sonoro, ne sarebbe alterata.

Ma i metamateriali, sono costruiti anche con particelle di acciaio, il che significa che un campo magnetico può essere usato per deformare la forma in maniera graduale, preservando la struttura e mantenendo le proprietà isolanti .

Il campo magnetico comprime il materiali, ma a differenza di una forza fisica da contatto, non ne distrugge la struttura.

Questa unione di aspetti, tipica dei metamateriali, aiuta a sopprimere il rumore o a controllare le vibrazioni. Potranno inoltre aiutare nello sviluppo di divise ed attrezzature per l’ambito militare o aiutare a rendere più efficienti i sistemi di comunicazione.

Un esempio di Meta-Materiale in azione

“Quando fabbrichi una struttura, anche con la stampa 3D, la geometria non può essere modificate, il che vuol dire che le sue proprietà risultano in un certo senso “bloccate”. L’idea qui è quella di creare qualcosa altamente flessibile, che si può modificare sulla base di controlli esterni (i campi elettromagnetici N.D.R.). Quando cambi la sua struttura, cambi le sue proprietà. Volevamo raggiungere questo tipo di libertà potendo switchare tra due stati. Usando i campi magnetici possiamo di fatto impiegare un “interruttore reversibile”, e molto rapido.”

Poco è stato spiegato in merito al processo meccanico/additivo utilizzato per ottenere i metamateriali, ma il Professor Wang, spiega che oggi il loro team può ottenere materiali stampati con un diametro compresi tra un micron ed un millimetro. Un diametro più piccolo permette di controllare le alte frequenze d’onda, mentre uno più grande bloccherebbe le frequenze d’onda più basse.

Questi metamateriali, con un nome adatto alla prossima uscita di un fumetto DC, mostrano come il futuro e le applicazioni pratiche sempre più variegate della stampa 3D, sono sempre più vicine!

Per maggiori informazioni su questa ricerca, è possibile consultare il sito ufficiale dell’università a questo indirizzo: https://viterbischool.usc.edu/news/2018/04/3-d-printed-active-metamaterials-for-sound-and-vibration-control/

pontolillo@ilas.com

Fu quando avevo 5 anni che scoccò la scintilla per la grafica 3D. L'uscita di Toy Story, film cult della Pixar, fu l'inizio del mio interesse per la nascente grafica in CGI. Dapprima nacque l'amore mai tramontato per il disegno, fu poi il tempo della grafica in 2D. Infine, diciottenne, approdai alla grafica tridimensionale, stregato dalle possibilità di poter raccontare e di ricreare qualsiasi cosa desiderassi. Dopo due anni ho iniziato a lavorare come 3D generalist, specializzandomi infine come Lighter TD, Concept artist e professionista Autodesk.

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