Обзор полимерных метаматериалов, изготовленных аддитивными методами: проектирование, изготовление, испытания и моделирование

Метаматериалы представляют собой структурированные ячеистые материалы, также известные как решётчатые материалы, созданные под влиянием природных форм или инженерной интуиции человека и обладающие многофункциональными свойствами, недостижимыми для традиционных полимерных материалов и композитов. В связи с недавними достижениями в области цифровых методов проектирования, технологий аддитивного производства и алгоритмов машинного обучения растёт интерес к проектированию, изготовлению и испытаниям полимерных метаматериалов. В настоящем обзоре собраны результаты последних исследований, посвящённых проектированию, изготовлению и испытаниям полимерных метаматериалов; он может служить справочным материалом для будущих инженерных применений, поскольку классифицирует механические свойства существующих полимерных метаматериалов, представленных в научной литературе. Результаты рассмотренных исследований свидетельствуют о необходимости разработки более оперативных и простых методов проектирования метаматериалов, аналогичных решётчатым структурам TPMS, создаваемым неявным способом. Кроме того, необходимы дальнейшие исследования полимерных метаматериалов при более сложных сценариях нагружения для лучшего понимания их поведения. Применение подходящих алгоритмов машинного обучения в процессе аддитивного производства метаматериалов может устранить многие существующие трудности, обеспечивая более точное и эффективное изготовление при сохранении качества продукции.