Northwestern University 3D drukuje metadane za pomocą odwrotnego projektu

"Czuję, że jesteśmy naprawdę na granicy czegoś wielkiego", powiedział Koray Aydin, adiunkt w dziedzinie elektrotechniki i informatyki w McCormick School of Engineering, który prowadzi badania. "W części badawczej jest dużo do zrobienia, ale zmierzamy we właściwym kierunku."

Projektowanie odwrotne zaczyna się od pożądanej funkcji i pyta, jaka struktura jest potrzebna, aby osiągnąć ten wynik. Zespół wykorzystał modelowanie komputerowe, oprogramowanie optymalizacyjne i złożone algorytmy do tworzenia metadanych, które mogłyby zginać lub skupiać fale milimetrowe, ale nie cierpiały z powodu tych samych problemów, co konwencjonalne metody, takie jak niska wydajność, przepustowość i wąskie pasmo.

"Osiągnęliśmy tutaj nowy sposób tworzenia urządzeń elektromagnetycznych, które osiągają pewne funkcje, które tradycyjnie wydawały się niemożliwe do wykonania" - powiedział Prem Kumar, profesor elektrotechniki i informatyki w McCormick oraz z fizyki i astronomii w Weinberg College of Arts and Sciences.

Absolwent Francois Callewaert opracował algorytm projektowania odwrotnego i przeprowadził symulacje numeryczne, podczas gdy inny absolwent Vesselin Velev pomógł w pomiarze fal milimetrowych. Wreszcie algorytm dał im projekt złożonego kształtu

"To były nie znane kształty, a nie intuicyjne kształty" - powiedział Aydin. Wówczas pomyślał: "Jak, na Boga, to zrobimy?"

Drukowanie 3D, oczywiście.

"To jest sedno badań", powiedział Aydin. "Jesteśmy pierwszymi, którzy łączą te dwa elementy, aby stworzyć działające urządzenia."

Meteorytury, jak opisano w niedawno wydanym dokumencie zatytułowanym "Inverse-Designed Broadband All-Dielectric Electromagnetic Metadevices", do którego można uzyskać dostęp tutaj może zawierać takie rzeczy jak cienkie okulary, mikroskopijna kamera na smartfony lub czujniki aerodynamiczne, które mogą dostosować się do kształtu skrzydła samolotu. Inne możliwości obejmują rzeczywiste peleryny-niewidki - materiały, które mogą pokryć coś, co sprawia, że ​​wydaje się, że znikają.

"Ważną rzeczą jest dla mnie multidyscyplinarny charakter tego" - powiedział Kumar. "Możemy zaprojektować obiektyw w taki sposób, aby nie wyglądał jak obiektyw."

Według Aydina kolejną zaletą tego procesu jest jego skalowalność dzięki elastyczności druku 3D; można go wykorzystać z mikrofalówki do widocznego zakresu częstotliwości.

"To ekscytujący wynik", powiedział Alan V. Sahakian,John A. Dever Przewodniczący i profesor elektrotechniki i informatyki. "W przeszłości ktoś mógł wykonać długą analizę próbującą zbliżyć zachowanie, tutaj w zasadzie wprowadzamy zachowanie, które chcieliśmy, do komputera, a komputer optymalizuje strukturę, która ma takie zachowanie, a następnie wychodzi na drugi koniec tej trójki. -wymiarowa drukarka. To naprawdę przełom w sposobie, w jaki możesz rozwiązywać problemy w sposób płynny i wygodny. "

Porozmawiaj o tym i innych tematach drukowania 3D na stronie 3DPrintBoard.com lub podziel się swoimi przemyśleniami poniżej.