بررسی تجربی رفتار مکانیکی سازه های ساندویچی الهام گرفته شده از ساختار پیله کرم ابریشم و ساخته شده با استفاده از روش پرینت سه بعدی

پیله کرم ابریشم یک ساختار سلسه مراتبی با عملکرد چندگانه است که طی میلیونها سال جهت ایجاد شرایط بهینه برای دگردیسی و حفظ جان حشره در مقابل شکارچیان تکامل یافته است. در این مقاله با الهام گیری از ساختار پیله کرم ابریشم، هسته دو نوع سازه ساندویچی مشبک باز طراحی شد. به این منظور میله های مستقیم موجود در ساختار مکعبی مرکزدار و ساختار کاگومی با میله های خمیده به شکل حلقه جایگزین شد. برای ساخت سازه های مشبک طراحی شده به دلیل پیچیدگی هندسه و دقت ابعادی بالا از روش چاپ سه بعدی پلیمریزاسیون نوری استفاده شد. در این روش قطعه مستقیما از داده های هندسی سطوح آن که به کمک کامپیوتر طراحی شده است، به صورت لایه به لایه با استفاده از رزین های پخت نوری ساخته میشود. پس از ساخت قطعات، آزمون فشار شبه استاتیکی بر روی نمونه ها انجام گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که ساختارهای اصلاح شده قابلیت تغییر شکل بزرگتری بدون ایجاد شکست دارند و جذب انرژی در آنها به صورت یکنواخت صورت می گیرد. اگرچه ساختارهای اصلاح شده مدول الاستیک و جذب انرژی کمتری دارند اما کرنش الاستیک بزرگتر و روند تدریجی شکست در این سازه ها از مزایای مهم آنها به حساب می آید که در کاربردهای مختلف مانند جاذب های انرژی یا ایمپلنت های پزشکی که وظیفه تحمل بار ندارند، می تواند مورد توجه قرار بگیرد.