Metamateriales construidos empleando robots modulares blandos

Abstract

Los metamateriales corresponden a uno de los últimos desarrollos en lo que a materialesrespecta, como lo indica su nombre, estos son algo más allá que los materiales en sí, generandoun nuevo espectro de desarrollo e innovación. Sus llamativas cualidades se deben a que losmetamateriales están construidos en base a estructuras únicas y especificas, que otorgan almaterial completo propiedades distintas a las que tienen sus elementos constituyentes, por locual, tienen comportamientos mecánicos e incluso magnéticos, poco intuitivos o naturales.Durante este trabajo de título el estudio se centró en los metamateriales mecánicos blan-dos, y en una característica de estos en especifico: La capacidad de construir estructurasauxéticas con ellos, es decir, estructura con coeficiente de Poisson negativo. Un metamaterialmecánico blando posee características mecánicas las cuales difieren de sus constituyentes,siendo estos blandos , es decir, que está construido de algún elastómero que le permita do-blarse sin fallar. Por otro lado, para conseguir la auxeticidad del material, es necesario quela estructura de este siga un patrón determinado.El objetivo de este trabajo de título es la construcción y evaluación de un metamaterialblando auxético capaz de, en tiempo real, variar su grado de auxeticidad y, por ende, surespuesta al ser sometido a esfuerzos de compresión. Para lograr este cambio en la auxeticidad,se buscó hacer uso de robots modulares blandos, capaces de expandirse y alterar la estructuradel metamaterial, esto controlado por medio de actuadores neumáticos.Para la construcción de este metamaterial, se selecciona el patrón formulado por BlumineRobert y Jules Gautier en su reporte 3D Soft Metamaterial With Auxetic Behaviour [5].Primero, se realizó una simulación en Abaqus para corroborar el comportamiento auxéticodel patrón seleccionado, luego se procedió a la fabricación de la pieza auxetica por mediode impresión 3D. Se crearon 4 moldes distintos para la manufactura de las 9 piezas quecomponen una unidad mínima del metamaterial, y a su vez, se fabricaron 3 estructurasauxeticas ligeramente distintas.Finalmente, se fabricaron los actuadores neumáticos para la estructura, una vez entrega-dos estos en ella, se realizaron los ensayos de esfuerzo compresión para distintas configura-ciones creadas