Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Wang tiles enable combinatorial design and robot-assisted manufacturing of modular mechanical metamaterials

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21110%2F23%3A00370098" target="_blank" >RIV/68407700:21110/23:00370098 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1016/j.eml.2023.102087" target="_blank" >https://doi.org/10.1016/j.eml.2023.102087</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.eml.2023.102087" target="_blank" >10.1016/j.eml.2023.102087</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Wang tiles enable combinatorial design and robot-assisted manufacturing of modular mechanical metamaterials

  • Popis výsledku v původním jazyce

    In this paper, we introduce a novel design paradigm for modular architectured materials that allows for spatially nonuniform designs from a handful of building blocks, which can be robotically assembled for efficient and scalable production. The traditional, design-limiting periodicity in material design is overcome by utilizing Wang tiles to achieve compatibility among building blocks. We illustrate our approach with the design and manufacturing of an L-shaped domain inspired by a scissor-like soft gripper, whose internal module distribution was optimized to achieve an extreme tilt of a tip of the gripper's jaw when the handle part was uniformly compressed. The geometry of individual modules was built on a 3 x 3 grid of elliptical holes with varying semi-axes ratios and alternating orientations. We optimized the distribution of the modules within the L-shaped domain using an enumeration approach combined with a factorial search strategy. To address the challenge of seamless interface connections in modular manufacturing, we produced the final designs by casting silicone rubber into modular molds automatically assembled by a robotic arm. The predicted performance was validated experimentally using a custom-built, open-hardware test rig, Thymos, supplemented with digital image correlation measurements. Our study demonstrates the potential for enhancing the mechanical performance of architectured materials by incorporating nonuniform modular designs and efficient robot-assisted manufacturing.

  • Název v anglickém jazyce

    Wang tiles enable combinatorial design and robot-assisted manufacturing of modular mechanical metamaterials

  • Popis výsledku anglicky

    In this paper, we introduce a novel design paradigm for modular architectured materials that allows for spatially nonuniform designs from a handful of building blocks, which can be robotically assembled for efficient and scalable production. The traditional, design-limiting periodicity in material design is overcome by utilizing Wang tiles to achieve compatibility among building blocks. We illustrate our approach with the design and manufacturing of an L-shaped domain inspired by a scissor-like soft gripper, whose internal module distribution was optimized to achieve an extreme tilt of a tip of the gripper's jaw when the handle part was uniformly compressed. The geometry of individual modules was built on a 3 x 3 grid of elliptical holes with varying semi-axes ratios and alternating orientations. We optimized the distribution of the modules within the L-shaped domain using an enumeration approach combined with a factorial search strategy. To address the challenge of seamless interface connections in modular manufacturing, we produced the final designs by casting silicone rubber into modular molds automatically assembled by a robotic arm. The predicted performance was validated experimentally using a custom-built, open-hardware test rig, Thymos, supplemented with digital image correlation measurements. Our study demonstrates the potential for enhancing the mechanical performance of architectured materials by incorporating nonuniform modular designs and efficient robot-assisted manufacturing.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    20501 - Materials engineering

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GX19-26143X" target="_blank" >GX19-26143X: Neperiodické materiály vykazující strukturované deformace: Modulární návrh a výroba</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2023

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Extreme Mechanics Letters

  • ISSN

    2352-4316

  • e-ISSN

    2352-4316

  • Svazek periodika

    64

  • Číslo periodika v rámci svazku

    102087

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    7

  • Strana od-do

  • Kód UT WoS článku

    001102576600001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85175095946