• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  • Los ladrillos impresos en 3D de construcción propia insinúan un futuro sin líneas de montaje

    Los 18 ladrillos se ensamblaron perfectamente. Crédito:Adar Hacohen.

    Un nuevo estudio ha demostrado que las vibraciones de alta frecuencia pueden hacer que los ladrillos se autoensamblen en un objeto 3D más grande. un hallazgo que algún día puede ayudar a eliminar la necesidad de líneas de montaje de fábrica.

    Los resultados, publicado hoy en la revista Scientific Reports, señalar un avance clave en el autoensamblaje programable, que anteriormente se pensaba que solo era posible utilizando objetos unidimensionales o bidimensionales.

    El equipo de investigación dirigido por el Dr. Ido Bachelet del Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados de la Universidad Bar-Ilan en Israel, utilizó un algoritmo de la Computational Geometry Algorithm Library (CGAL) como parte de un diseño que permitió que 18 ladrillos tetraédricos se autoensamblaran en un cilindro 3D más grande.

    Este video muestra los bloques en el proceso de ensamblaje. Crédito:Adar Hacohen Ensamblaje de objetos completos. Crédito:Adar Hacohen

    "Las reglas de ensamblaje están codificadas por señales topográficas impresas en las caras de los ladrillos, mientras que la atracción entre los ladrillos se proporciona mediante imanes incrustados, ", dijeron los investigadores en su artículo." Los ladrillos se pueden mezclar en un recipiente y agitar, lo que lleva a objetos ensamblados correctamente con altos rendimientos y cero errores.

    "Los diseños mejorados inspirados en nuestro sistema podrían conducir a una implementación exitosa del autoensamblaje a escala macro, permitiendo rápido, fabricación de objetos bajo demanda sin necesidad de líneas de montaje ".

    Autoensamblaje natural

    La capacidad de la vida para autoensamblarse es algo que sigue desconcertando a los científicos:proteínas, virus Las células vivas y los organismos multicelulares son todos ejemplos de sistemas en los que las partes se unen entre sí mediante la atracción para formar una estructura o patrón.

    Hamza Bendemra, un ingeniero de investigación en la Universidad Nacional de Australia, que no participó en el estudio, dijo que la investigación de ensamblajes impresos en 3D es notable.

    "El algoritmo se inspiró en el ensamblaje molecular del ADN, ", dijo. Pero agregó que se necesita más investigación para abordar los desafíos del tiempo, espacio y seguridad para que el modelo sea más eficiente en la formación y permanencia juntos.

    "En el estudio, un ensamblaje de dos ladrillos tardó menos de un minuto en ensamblarse. Sin embargo, un ensamblaje de 18 piezas requirió más de dos horas para realizar la misma hazaña ".

    "Los componentes están sujetos a altas vibraciones y chocan una y otra vez hasta que encajan en la combinación correcta. Sería un desafío implementar un método de este tipo con materiales con baja resistencia y poca tolerancia al impacto sin causar daños".

    ¿El futuro de la construcción?

    Bernard Meade, Jefe de Servicios de Computación de Investigación en la Universidad de Melbourne, dijo que si bien la investigación inicial se limita a la construcción de objetos pequeños, futuras demostraciones combinando otras técnicas, como la electrónica integrada, podría hacer viable la construcción rápida de dispositivos más grandes.

    "Por ejemplo, pedir un teléfono inteligente con componentes específicos, ensamblado automáticamente y retractilado con una capa protectora, puede llevar sólo unos minutos, y ya no necesitará miles de teléfonos prefabricados. Quizás la producción a escala de muebles sea posible en el futuro, imagínese el IKEA de paquete plano, pero creo que sería difícil llegar a algo del tamaño de una casa ".

    El siguiente paso en el desarrollo de este estudio para las industrias de la construcción y la fabricación es utilizar tanto fuerzas magnéticas como adhesivos para garantizar que el ensamblaje permanezca en su lugar.

    Bendemra estuvo de acuerdo, diciendo que "los investigadores hicieron un gran trabajo al agregar señales topográficas para garantizar que una combinación única solo conduciría a que las piezas se encajaran. Su metraje muestra claramente que las piezas que chocan en una formación no deseada se separan hasta que se bloquean según lo planeado. "

    "La cantidad de piezas involucradas en el ensamblaje y la naturaleza de los materiales que se utilizan (incluido el imán) en ensamblajes más complejos podrían limitar el uso de dicho método".

    Esta historia se publicó por cortesía de The Conversation (bajo Creative Commons-Attribution / Sin derivados).




    © Ciencia https://es.scienceaq.com