Un articulo reciente, publicado en la revista, Virtual and Physical Prototyping, habla sobre una serie de diseños de metamateriales de absorción acústica (ACA-META) desarrollados en fabricación aditiva.
Esta estructura permite aislar el ruido gracias a las grandes posibilidades de diseño que ofrecen los metamateriales creados mediante fabricación aditiva, obteniendo modelos más eficientes que aquellos materiales aislantes de ruido tradicionales como las espumas o los paneles porosos.
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¿Cómo funcionan estos metamateriales?
Estos metamateriales de absorción acústica están compuestos de estructuras diseñadas milimétricamente para poder manipular el comportamiento de las ondas sonoras, es decir, que su efectividad no depende del tipo de material que los compone sino de sus geometrías internas.
En el uso de la fabricación aditiva aplicada a los metamateriales, participaron un grupo de científicos de la Universidad de Khalifa, Abu Dhabi y varios expertos de Dessault Aviation. Juntos realizan un estudio donde se clasifican y resaltan los diferentes metamateriales.
Tipos de metamateriales de absorción acústica
Según sus características estructurales, los metamateriales de absorción acústica se dividen en tres tipologías principales, estos son:
- Metamateriales ranurados: son elementos capaces de absorber el ruido de frecuencias medias- altas mediante micro-agujeros. Son reciclables y nada inflamables. Son utilizados en el sector de la maquinaria de construcción y en los sistemas de escape.
- Metamateriales ranurados con canales internos: son similares a los anteriores, pero con una diferencia notable. Los canales internos alargan el recorrido del sonido y son ideales para aquellas frecuencias bajas.
- Metamateriales celulares: contienen una forma similar a los panales de abeja o a las espumas de celdas cerradas. Son materiales que absorben el ruido de forma amplia y adaptable. Son utilizados en sectores como el aeroespacial, bioingeniería y robótica.
Técnicas de fabricación aditiva utilizadas para fabricar metamateriales
Gracias a las distintas técnicas de fabricación aditiva, este tipo de estructuras se diseñan y se fabrican en alta precisión milimétrica.
Si se optimizan características como la porosidad, el grosor de las paredes, la densidad del material y los pequeños ajustes en el ángulo de perforación. Pueden mejorar en gran medida el rendimiento acústico.
Algunas de las técnicas de impresión 3D que las empresas están utilizando para crear metamateriales son la estereolitografía (SLA), procesos de fusión en lecho de polvo o modelado por deposición fundida (FDM) y el procesamiento digital de luz (DLP).
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Los diseños de estructuras basadas en metamateriales han sido sometidos a varias pruebas de calidad, entre ellas, se ha medido el coeficiente de absorción sonora. A través de una serie de herramientas que miden las propiedades acústicas de los materiales.
Por lo que, se demuestra una vez más que la fabricación aditiva se esta posicionando cada vez más alto en el mercado productivo industrial y no industrial. Si queréis investigar más sobre este tema os dejo por aquí el articulo de la revista Virtual and Physical Prototyping.