Los investigadores demuestran estructuras de polímeros reforzados con fibra monolítica con rigidez y flexibilidad selectiva. Crédito: Dong GI Seong / Pusan National University
El campo de la robótica se ha transformado drásticamente en este siglo, con un enfoque especial en la robótica blanda. En este contexto, las estructuras desplegables inspiradas en el origami con almacenamiento compacto y características de implementación eficientes han ganado prominencia en campos aeroespaciales, de arquitectura y médicos.
Hasta ahora, los expertos han utilizado principalmente papel, vidrio delgado y polímeros como materiales plegables para tales aplicaciones. Sin embargo, el polímero reforzado con fibra (FRP), una alternativa de vanguardia, no se aplica en términos de precisión y confiabilidad del proceso de fabricación.
Abordar esta brecha de conocimiento, un equipo de científicos de la Universidad Nacional de Pusan, dirigido por Dong Gi Seong, profesor asociado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Polímeros, ha propuesto un proceso de dispensación de múltiples resinas para la fabricación de FRP que combina resinas epoxi rígidas y flexibles, lo que permite el diseño preciso de propiedades mecánicas dentro de una estructura monólítica.
Su trabajo ha sido publicado en Compuestos Parte B: Ingeniería.
El Dr. Seong dice: “Nuestra técnica novedosa y eficiente para fabricar materiales compuestos que permiten una flexión flexible al tiempo que mantienen un fuerte rendimiento estructural, un avance que no se ha informado previamente en la literatura, sobre las limitaciones de los sistemas tradicionales de resina única y los procesos manuales, lo que permite el control selectivo de la rigidez y la flexibilidad dentro del compuesto monolítico”.
De esta manera, los investigadores logran flexión flexible sin comprometer la integridad estructural requerida para estructuras desplegables avanzadas en diversas aplicaciones, incluidas aplicaciones de robótica rígida. Demuestran el potencial de su enfoque para producir compuestos de FRP duraderos y de alto rendimiento a través de la fabricación exitosa de una estructura de origami cilíndrica triangulada.
Estos compuestos exhiben un módulo de flexión de 6.95 GPa en secciones rígidas y 0.66 GPa en secciones plegables, con un radio de flexión de menos de 0.5 mm, lo que garantiza flexibilidad y estabilidad en ciclos repetitivos con alta tolerancia a la tensión.
Además, la estructura fabricada es liviana, mecánicamente robusta y capaz de movimientos complejos como extensión, compresión, flexión, torsión e implementación, lo que lo hace ideal para una amplia gama de aplicaciones.
Según el Dr. Seong, su innovación puede conducir a avances significativos en varios campos futuristas de ciencia y tecnología. “Sus aplicaciones incluyen piezas robóticas, incluidas las articulaciones para crear un robot similar al transformador, piezas desplegables para aplicaciones espaciales como paneles solares desplegables y naves espaciales solares de navegación, sustratos o cubiertas electrónicas plegables y enrollables, diseños arquitectónicos para tiendas de campaña, militares o refugios de emergencia, así como para vehículos transformables para vehículos de siguiente nivel”.
Esta investigación establece las bases para las estructuras almacenadas compactamente que pueden implementarse con precisión y retener su durabilidad mecánica, lo que lleva a impactos sociales a largo plazo, incluidos, entre otros, una mayor confiabilidad de las carpas de emergencia y los equipos protectores portátiles para la respuesta a los desastres y una eficiencia de transporte mejorada para los sistemas de satélite de orbites bajas, acelerando el despliegue global de Internet basado en el espacio.
A largo plazo, la tecnología propuesta podría allanar el camino para las aplicaciones en robótica donde las estructuras rígidas unificadas rígidas pueden permitir trajes de potencia, articulaciones humanoides y electrónica adaptativa, así como guiar la elección de material viable para las ruedas transformables y las estructuras adaptativas, permitiendo sistemas de movilidad eficientes en energía en comparación con los componentes metálicos más pesados.
En última instancia, este trabajo podría servir como base para las tecnologías de próxima generación que exigen la implementabilidad y la durabilidad en la vida cotidiana.
Más información: Seung Mo son et al, polímero desplegable reforzado con fibra para aplicaciones de robótica rígida monolítica avanzada, Compuestos Parte B: Ingeniería (2025). Doi: 10.1016/j.compositesb.2025.112754
Proporcionado por la Universidad Nacional de Pusan
Cita: Desarrollo de material autodesplejo para Robótica de Next Gen (2025, 29 de agosto) Recuperado el 29 de agosto de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-08-deploying-material-gobotics.html
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