3D प्रिंटेड ट्यूबुलर मेटामेटेरियल्स के ट्यून करने योग्य टॉर्शनल यांत्रिकी गुणों का अन्वेषण

एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग उपकरणों और उपकरणों को बनाने के लिए एक विश्वसनीय और त्वरित विधि के रूप में सिद्ध हुई है। एक उदाहरण 3D प्रिंटेड नासाल स्वाब्स है जो पर्याप्त लचीलापन बनाए रखते हुए मजबूत यांत्रिक ताकत की आवश्यकता होती है। हालांकि, टॉर्शन लोडिंग के तहत ट्यूबुलर संरचनाओं की यांत्रिक प्रतिक्रिया के बारे में विस्तृत समझ की कमी है। इस कार्य का लक्ष्य 3D प्रिंटेड ट्यूबुलर मेटामेटेरियल्स के एक समूह के टॉर्शनल व्यवहार को समझना है। यांत्रिक मेटामेटेरियल्स का विचार उपयोग किया गया है और इसे एक आयताकार ग्रिड से शुरू किया गया है। दो मुख्य डिज़ाइन विधियाँ उपयोग की जाती हैं: मजबूत ग्रिड और लचीले ग्रिड। पहले, टॉर्शनल कठोरता को बढ़ाने के लिए तिरछी मजबूत बीम जोड़ी जाती हैं। इसके अलावा, सीधे बीम में प्री-बकलिंग जोड़ी जाती है, जिससे एक लचीली संरचना बनती है जो अधिकतम टॉर्शनल प्रतिरोध को बढ़ाती है। प्रयोगों से पता चलता है कि स्पंज-प्रेरित डिज़ाइन बेसलाइन ट्यूबुलर डिज़ाइनों की तुलना में लगभग 21 गुना अधिक कठोरता प्रदर्शित करता है। इसके अलावा, स्पंज-प्रेरित डिज़ाइन की ताकत और toughness क्रमशः लगभग 2.5 और 3 गुना अधिक है। बीम को मोड़कर, लचीले ट्यूबुलर बनाए जाते हैं। टॉर्शनल कोण कम से कम 2.7 गुना बढ़ जाता है, जबकि टॉर्शनल toughness 17 गुना तक पहुँच सकती है। इन दो डिज़ाइन रणनीतियों का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों के साथ ट्यूबुलर मेटामेटेरियल्स बनाने में मदद करता है।