El avance de la tecnología de impresión 3D ha permitido la creación de estructuras complejas con formas únicas, como los diseños basados en kirigami, inspirados en el arte de cortar papel para formar estructuras tridimensionales. Estas estructuras ofrecen beneficios significativos, como una construcción ligera, despliegue rápido y la capacidad de soportar cargas mecánicas y absorber energía de deformación. Sin embargo, existe una investigación limitada sobre el comportamiento de estas estructuras y sus conexiones críticas cuando se fabrican con materiales compuestos mediante técnicas de impresión 3D.
Este estudio examina las propiedades mecánicas de estructuras kirigami impresas en 3D y sus conexiones, centrándose en mejorar el comportamiento de unión y optimizar el uso del material. Se emplea el marco Space Mapping para abordar la anisotropía inherente de los compuestos impresos en 3D, transformando el comportamiento direccional complejo del material en un dominio isotrópico equivalente. Este enfoque permite aplicar modelos no lineales isotrópicos ya consolidados, mejorando la precisión de la simulación y reduciendo el coste computacional.
Se utilizan simulaciones por elementos finitos para modelar el comportamiento de las estructuras kirigami, prestando especial atención a las propiedades del material, la adhesión entre capas, la dirección de impresión y la orientación de las fibras en el material compuesto. Se llevan a cabo ensayos mecánicos para validar las simulaciones, centrándose en la rigidez y resistencia de los pliegues y uniones bajo diferentes condiciones de carga. Mediante la mejora de los mecanismos de plegado y la optimización de la distribución del material en las zonas críticas, esta investigación busca demostrar cómo se comparan las estructuras kirigami frente a los diseños sólidos tradicionales en aplicaciones que requieren tanto resistencia como adaptabilidad.
Estos resultados son especialmente relevantes para sectores donde se necesitan diseños ligeros y flexibles, como la aeronáutica, la automoción, el transporte marítimo y la ingeniería civil. Combinando análisis numérico con validación experimental, el estudio ofrece aportaciones valiosas para la optimización de los puntos de plegado y conexión en estructuras kirigami impresas en 3D, con vistas a su aplicación en la ingeniería avanzada.
Abstract El avance de la tecnología de impresión 3D ha permitido la creación de estructuras complejas con formas únicas, como los diseños basados [...]
This presentation was made on 1st July 2021 at the 1st Information Day of FIBRE4YARDS and FIBREGY.
Abstract
The main objective of FIBRE4YARDS project is to maintain European global leadership in ship building and ship maintenance, through implementation of the Shipyard 4.0 concept in which advanced and innovative FRP manufacturing technologies are successfully introduced.
This project has received funding from European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement n°101006860.
Abstract The main objective of FIBRE4YARDS project is to maintain European global leadership in ship building and ship maintenance, through implementation of the Shipyard 4.0 concept [...]
Caracterización de las propiedades mecánicas de estructuras kirigami impresas en 3D y sus conexiones fabricadas con materiales compuestos 
