Repositorio UFRO · Omeka S

Biomimetic Lattice Structures Design and Manufacturing for High Stress, Deformation, and Energy Absorption Performance

Primer Autor	Tuninetti, Victor
Título	Biomimetic Lattice Structures Design and Manufacturing for High Stress, Deformation, and Energy Absorption Performance
Editorial	MDPI
Revista	BIOMIMETICS
Lenguaje	en
Resumen	Lattice structures emerged as a revolutionary class of materials with significant applications in aerospace, biomedical engineering, and mechanical design due to their exceptional strength-to-weight ratio, energy absorption properties, and structural efficiency. This review systematically examines recent advancements in lattice structures, with a focus on their classification, mechanical behavior, and optimization methodologies. Stress distribution, deformation capacity, energy absorption, and computational modeling challenges are critically analyzed, highlighting the impact of manufacturing defects on structural integrity. The review explores the latest progress in hybrid additive manufacturing, hierarchical lattice structures, modeling and simulation, and smart adaptive materials, emphasizing their potential for self-healing and real-time monitoring applications. Furthermore, key research gaps are identified, including the need for improved predictive computational models using artificial intelligence, scalable manufacturing techniques, and multi-functional lattice systems integrating thermal, acoustic, and impact resistance properties. Future directions emphasize cost-effective material development, sustainability considerations, and enhanced experimental validation across multiple length scales. This work provides a comprehensive foundation for future research aimed at optimizing biomimetic lattice structures for enhanced mechanical performance, scalability, and industrial applicability.Las estructuras reticulares surgieron como una clase revolucionaria de materiales con importantes aplicaciones en la industria aeroespacial, la ingeniería biomédica y el diseño mecánico, debido a su excepcional relación resistencia-peso, sus propiedades de absorción de energía y su eficiencia estructural. Esta revisión examina sistemáticamente los avances recientes en estructuras reticulares, centrándose en su clasificación, comportamiento mecánico y metodologías de optimización. Se analizan críticamente la distribución de tensiones, la capacidad de deformación, la absorción de energía y los desafíos del modelado computacional, destacando el impacto de los defectos de fabricación en la integridad estructural. La revisión explora los últimos avances en fabricación aditiva híbrida, estructuras reticulares jerárquicas, modelado y simulación, y materiales inteligentes adaptativos, haciendo hincapié en su potencial para aplicaciones de autorreparación y monitorización en tiempo real. Además, se identifican importantes lagunas de investigación, incluyendo la necesidad de mejorar los modelos computacionales predictivos mediante inteligencia artificial, técnicas de fabricación escalables y sistemas reticulares multifuncionales que integren propiedades térmicas, acústicas y de resistencia al impacto. Las futuras líneas de investigación se centran en el desarrollo de materiales rentables, consideraciones de sostenibilidad y una validación experimental mejorada en múltiples escalas. Este trabajo proporciona una base integral para futuras investigaciones destinadas a optimizar las estructuras reticulares biomiméticas para mejorar el rendimiento mecánico, la escalabilidad y la aplicabilidad industrial.
Tipo de Recurso	artículo de revisión
Description	lattice structures additive manufacturing mechanical optimization energy absorption computational modeling biomimetic materials topology optimization smart materials hierarchical lattices multi-scale experimental validation
doi	10.3390/biomimetics10070458
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	SANDWICH BEAMS BEHAVIOR CORE
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.3390/biomimetics10070458
Materias	SANDWICH BEAMS BEHAVIOR CORE
Disciplinas de la OCDE	Ingeniería Mecánica Ingeniería de los Materiales Ingeniería Aeroespacial
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Tipo de ruta	dorada verde
Access Rights	acceso abierto
Derechos de acceso	acceso abierto
Id de Web of Science	WOS:001535400300001
Título de la cita (Recomendado-único)	Biomimetic Lattice Structures Design and Manufacturing for High Stress, Deformation, and Energy Absorption Performance
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo de revisión
Editorial	MDPI
Revista/Libro	BIOMIMETICS
Categoría WOS	Engineering, Multidisciplinary Materials Science, Biomaterials
Idioma	en
License	CC BY 4.0
Condición de la licencia (Recomendado-repetible)	CC BY 4.0
Formato	pdf