Estruturas dobrveis passam de 2D para 3D sem necessidade de montagem

Mecnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 07/07/2021

Estruturas dobrveis

Objetos que fazem a transio de um estado compacto para um estado expandido – conhecidos como estruturas implantveis, dobrveis ou automontveis – so usados em todos os lugares, dos quintais e praias at as desoladas plancies de Marte.

Mas, como qualquer um que j se enrolou para abrir uma cadeira dobrvel que teima em no cooperar sabe muito bem, transformar formas bidimensionais em estruturas tridimensionais s vezes traz mais problemas do que facilidades.

Foram esses problemas to comuns que serviram de ponto de partida para Saurabh Mhatre e colegas da Universidade de Harvard, nos EUA.

Depois de inmeras simulaes em computador e muitos testes prticos, a equipe desenvolveu um sistema de montar e desmontar que leve, compacto, barato, fcil de fabricar e, o mais importante, fcil de montar.

Tirando proveito das instabilidades mecnicas tpicas de vigas e colunas curvas, o sistema pode transformar objetos 2D em configuraes 3D elaboradas e personalizveis em uma variedade de escalas, de mveis de grande escala a pequenos dispositivos mdicos que se abrem no interior do corpo.

“A maioria das estruturas dobrveis, como cadeiras, so ativadas por foras compressivas criadas por meio do deslocamento linear dos elementos,” explicou Mhatre. “Nossa abordagem diferente, uma vez que a fora de compresso gerada por meio de um movimento rotacional, que por sua vez usa a curvatura como o gatilho para a transformao de 2D para 3D.”

O novo sistema de estruturas dobrveis aproveita as instabilidades mecnicas das vigas curvas, permitindo transformar objetos em configuraes 3D elaboradas e personalizveis.
[Imagem: Saurabh Mhatre et al. – 10.1002/adfm.202101144]

Sem montagem

Para demonstrar o sistema, a equipe construiu um abajur que pode ser girado para permitir a entrada de mais ou menos luz e uma mesa de centro que pode se dobrar e abrir em um nico movimento.

“Esta nova plataforma pode ser estendida para permitir a construo de estruturas funcionais e dispositivos em escala milimtrica a mtrica usando uma variedade de materiais diferentes,” disse a pesquisadora Katia Bertoldi. “Essas estruturas podem ser usadas como dispositivos mdicos, dispositivos pticos, como mecanismos de foco de cmera, rodas e turbinas implantveis, mveis ou abrigos de montar.”

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