La estructura de un material define sus propiedades. La Facultad de Ciencias del Transporte de la Universidad Técnica Checa lleva a cabo investigaciones avanzadas en este campo y tiene grandes ambiciones: Significativamente mejorar los procesos de producción en la automoción, la aviación o la exploración espacial. Imagina que tienes que construir la carrocería de un coche o un traje espacial que tiene que soportar un impacto de cierta fuerza y deformarse de una manera determinada. Gracias a esta investigación, pronto podrás conseguirlo con solo establecer los parámetros, y la IA generará materiales y estructuras recomendados con propiedades que se ajustarán exactamente a tus necesidades. Sin embargo, este tipo de investigación requiere datos, muchos datos, que hay que reunir mediante experimentos prácticos. Y aquí es donde entra en juego la impresión 3D.

El profesor Ondřej Jiroušek es el encargado de esta investigación y nos mostró cómo se hace – durante los experimentos utilizan objetos impresos en 3D de diferentes estructuras generados por una IA. Parecen casi modelos 3D decorativos de los concursos de diseño de Printables, pero en realidad son un poco más sofisticados.

«Cada muestra tiene propiedades diferentes y cada estructura se comporta de forma distinta,» explica el prof. Jiroušek. Nos muestra una muestra impresa en 3D que parece un disco de hockey, pero con un peculiar patrón de relleno visible. «Parece casi un panal, pero está diseñado para distribuir la fuerza de presión de una manera determinada.»

Los experimentos se realizan en un laboratorio especial para pruebas dinámicas de materiales y estructuras, llamado Dynlab. Está lleno de todo tipo de equipos científicos, pero el más llamativo es sin duda la Barra de presión Split-Hopkinson, usada literalmente para disparar a los objetos impresos en 3D. Se coloca el objeto entre dos barras y luego se lanza un proyectil desde un cañón de aire. El mecanismo de impacto golpea la primera barra, que a su vez golpea el objeto y lo deforma. No sólo es un experimento divertido, sino que las tomas a cámara lenta del impacto son muy chulas.

Vimos diferentes resultados en distintas muestras – desde un agujero relativamente poco profundo hasta un objeto agrietado y deformado.
«El objetivo de estos experimentos es trazar y comprender el comportamiento de diferentes estructuras en determinados escenarios. Los resultados del experimento pueden traducirse a números y podemos hacer modelos matemáticos. La investigación debería conducir al desarrollo de nuevos tipos de ropa de protección o estructuras que protejan contra los impactos,» dice el prof. Jiroušek. También se está preparando un nuevo proyecto de investigación en cooperación con la , que explora las posibilidades de utilizar la inteligencia artificial durante el proceso de diseño.