Courtesy of InterestingEngineering

Metamaterial 3D Cetak yang Bisa Berputar untuk Perlindungan Tabrakan Lebih Baik

Mengembangkan metamaterial 3D cetak yang dapat secara mekanis mengontrol dan mengubah responsnya terhadap berbagai jenis benturan, untuk meningkatkan perlindungan tabrakan pada kendaraan tanpa perlu elektronik atau sistem hidraulik kompleks.

25 Okt 2025, 20.30 WIB

50 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Metamaterial baru ini dapat meningkatkan perlindungan kendaraan dalam berbagai tipe dan tingkat benturan.
Proses pembuatan melalui pencetakan 3D memungkinkan kontrol yang lebih baik atas struktur material.
Metamaterial ini memiliki potensi untuk digunakan di berbagai industri, termasuk otomotif dan aeronautika.

Glasgow, Skotlandia - Peneliti dari Skotlandia dan Italia mengembangkan sebuah metamaterial baru dengan bentuk lattice gyroid yang dicetak menggunakan teknologi 3D printing berbahan baja FE7131. Metamaterial ini memiliki kemampuan unik untuk berputar ketika mengalami tekanan, sehingga dapat menyerap energi benturan secara efektif.

Material ini berbeda dari pelindung kendaraan biasa yang bersifat statis dan tidak dapat berubah responsnya. Dengan metamaterial ini, kekakuan dapat diatur sehingga mampu menyesuaikan tingkat perlindungan antara benturan ringan hingga benturan berat, tanpa perlu sistem elektronik maupun hidraulik yang rumit.

Dalam pengujian laboratorium, metamaterial ini menunjukkan performa adaptif terhadap jenis deformasi cepat dan lambat, dan mampu menyerap energi sampai 15,36 joule per gram saat rotasi dibatasi, memberikan perlindungan maksimum pada benturan keras.

Peneliti menggunakan kombinasi metode numerik dan eksperimen, termasuk pemindaian micro-CT untuk mengatasi ketidaksempurnaan geometris hasil cetak 3D, serta menggunakan model mekanika kontinum untuk memprediksi perilaku material pada berbagai tingkat tekanan dan kecepatan. Hal ini menjamin hasil pengujian sangat akurat dan dapat dipercaya.

Pengembangan ini membuka peluang luas untuk penggunaan metamaterial adaptif pada kendaraan bermotor, pesawat, kereta api, dan pertahanan. Selain itu, konsep ini juga berpotensi mendukung teknologi baru dalam bidang pemanenan energi dari benturan, sehingga memberikan kontribusi bagi inovasi di berbagai sektor industri.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/vehicles-can-improved-crash-protection-metamaterials

Analisis Ahli

Professor Shanmugam Kumar

"Pengembangan metamaterial ini menunjukkan kemajuan besar dalam pemahaman dan aplikasi elastisitas mikropolar dan mekanika kontinum Cosserat yang memungkinkan kontrol dinamis energi benturan."

Ahli Material Inggris

"Inovasi ini memanfaatkan kekuatan manufaktur aditif untuk memproduksi material dengan performa adaptif pada tingkat mikro, yang sangat menjanjikan untuk keselamatan transportasi masa depan."

Analisis Kami

"Metamaterial twisting ini menawarkan inovasi revolusioner dalam desain perlindungan benturan, menggabungkan kekuatan mekanis dengan adaptabilitas tanpa perlu sistem elektronik yang rumit. Ini bisa merevolusi cara kita melihat keselamatan kendaraan dan pesawat, sekaligus membuka jalan bagi pengembangan teknologi baru dalam pemanen energi."

Prediksi Kami

Di masa depan, material twisting metamaterial ini akan menjadi standar dalam sistem perlindungan kendaraan dan pesawat, menggantikan material statis dan memungkinkan desain yang lebih efisien dan adaptif terhadap berbagai skenario benturan.

Pertanyaan Terkait

Apa itu metamaterial yang dikembangkan dalam penelitian ini?

Metamaterial yang dikembangkan adalah metamaterial adaptif dengan bentuk lattice gyroid yang dapat menyerap energi benturan secara efektif.

Bagaimana cara kerja metamaterial ini dalam menyerap energi benturan?

Metamaterial ini bekerja dengan cara berputar seperti gerakan corkscrew saat mengalami kompresi, sehingga dapat menyerap energi dari benturan dengan baik.

Apa keunggulan metamaterial ini dibandingkan dengan bahan perlindungan yang ada saat ini?

Keunggulan metamaterial ini adalah kemampuannya untuk mengadaptasi kekakuan sesuai dengan jenis dan tingkat keparahan benturan, berbeda dengan bahan perlindungan yang statis.

Di bidang apa saja metamaterial ini dapat diterapkan?

Metamaterial ini dapat diterapkan di bidang otomotif, aeronautika, serta dalam sistem perlindungan canggih lainnya seperti pertahanan.

Apa hasil utama dari pengujian yang dilakukan pada metamaterial ini?

Hasil utama pengujian menunjukkan bahwa metamaterial ini dapat menyerap hingga 15,36 joule energi per gram material ketika dibatasi dari pergerakan putar.