Struktur Bangunan Ringan Tiru Sayap Kumbang

Di Institut Teknologi Karlsruhe ilmuwan berusaha mengurai rahasia sayap kumbang, dan mungkin suatu saat menggunakannya untuk mendirikan bangunan. Para ilmuwan memanfaatkan proses pencitraan 3D terbaru, yaitu Radiografi-Mikrotomografi. Pancaran radiasinya diciptakan di dalam pemercepat partikel yang berukuran sebesar rumah.

Tomy dos Santos Rolo, pakar fisika di Institut Teknologi Karlsruhe menjelaskan: "Ini adalah sumber pancaran sinkroton, di mana elektron dimampatkan oleh magnet... dan memproduksi pancaran röntgen sangat intensif. Itu kami gunakan untuk menciptakan citra dengan resolusi amat tinggi".

Karena radiasinya sangat berbahaya bagi makhluk hidup, kumbang percobaan digerakan dengan tangan robot. Dengan itu dibuat sebuah video röntgennya.lmuwan mengawasi prosedurnya dari sebuah ruang kontrol.

Dari data yang diperoleh peneliti menciptakan model dan menghitung citra tiga dimensi dengan resolusi tinggi, di mana orang bahkan bisa mengenali detail sebesar beberapa mikrometer pada sayap kumbang. Impuls cahaya mengungkap struktur mikro pada bagian dalam sayap.

Rancang bangun istimewa

Sayap kumbang memiliki rongga. Karena itu sangat ringan. Stabilitas tercipta karena bagian atas dan bawah sayap terhubungi lewat struktur penopang. Selain itu, sayap melengkung. Itu juga memberikan stabilitas tambahan. Ibaratnya selembar kertas. "Jika teletak datar di atas meja, maka bisa dilengkungkan ke berbagai arah. Tapi jika melengkung ke arah tertentu, tidak bisa dilengkungkan lagi ke arah lain" ujar pakar fisika Tomy dos Santos Rolo.

Apa yang istimewa pada struktur penopang antara sisi atas dan bawah sayap? Penopang terdiri dari ikatan serat, yang menghubungkan sisi atas dan bawah dan menjadikannya unit yang stabil.

Para srsitek di institut untuk rancangan berbasis komputer di Stuttgart meneliti prinsip rancang bangun ini dengan cermat dan mengembangkan sebuah prosedur teknis, untuk meniru basis rancang bangunnya. Sayap kumbang terdiri dari Chitin, model arsitektonis dari serat gelas dan serat karbon. Keduanya memiliki kesamaan: ringan dan stabil.

Moritz Dörstelmann pakar dari Institut untuk perancangan berbasik komputer di Stuttgart menjelaskan: "Kami ingin menggunakan prinsip konstruksi ringan dari contoh biologi bagi produk teknis. Dua aspek yang sangat menarik buat kami. Pertama: hubungan serat antara sisi atas dan bawah. Yang kedua: geometri pada sayap yang melengkung, yang memberikan kekokohan pada sayap."

Produksi dibantu robot

Sebuah robot membuat bagian bangunan sepenuhnya secara otomatis. Jaringan serat mengikuti arah gaya dalam elemen bangunan. Bentuk elemen bangunan tercipta dari interaksi lengkungan jejaring serat. Jaringan serat yang lurus dihubungkan dengan permukaan yang melengkung secara kompleks.

Proses pembuatannya hanya membutuhkan sedikit material, karena serat hanya dipasang, di bagian di mana ada gaya tarikan atau tekanan pada bangunan. Jadi tercipta banyak ruang hampa, yang membuat elemen bangunan jadi ringan.

"Di bagian tertentu kita bisa melihat dengan jelas, bagaimana ikatan serat saling menyilang. Dan gari-garis yang sebenarnya lurus, mengalami perubahan bentuk. jika mendapat tekanan. Ini menyebabkan perubahan besar bentuk serat. Dan memungkinkan kami mengembangkan geometri lengkungan dari proses ini" kata pakar desain tersebut..

Dengan cara ini terbentuk konstruksi ringan yang efisien dan stabil, sekaligus bentuk konstruksi serta arsitektur yang sepenuhnya baru.