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A 3D-printed buoy remains stable in a turbulent seawater tank as the test system rotates up to 45 degrees. It keeps floating without a sealed casing, protective coating or extra flotation. The prototype comes from RMIT University's Centre for Additive Manufacturing, where researchers have built a titanium lattice that remains buoyant even after severe damage.
Una boya impresa en 3D se mantiene estable en un tanque de agua de mar turbulenta mientras el sistema de pruebas gira hasta 45 grados. Sigue flotando sin una carcasa sellada, revestimiento protector ni flotación adicional. El prototipo procede del Centro de Fabricación Aditiva de la Universidad RMIT, donde los investigadores han construido una celosía de titanio que mantiene la flotabilidad incluso después de sufrir daños graves.
The obstacle was water. Metal lattices can be very light because their struts are hollow and interconnected, but their open spaces also let water enter. RMIT's solution fills only those hollow titanium struts with polyurethane foam. Tiny sealed cells in the foam trap gas and form a distributed barrier, while water can continue flowing through the lattice's external openings.
El obstáculo era el agua. Las celosías metálicas pueden ser muy ligeras porque sus puntales son huecos y están interconectados, pero sus espacios abiertos también dejan entrar el agua. La solución de RMIT rellena únicamente esos puntales huecos de titanio con espuma de poliuretano. Las diminutas celdas selladas de la espuma atrapan el gas y forman una barrera distribuida, mientras el agua puede seguir fluyendo por las aberturas exteriores de la celosía.
The researchers say the study is the first reported demonstration of a floating metal-polymer open-cell hybrid lattice metamaterial. They developed a design measure called skeletal density, which counts the titanium walls and sealed, foam-filled channels but excludes open space that water can occupy. Their rule is simple: when skeletal density is lower than that of the surrounding liquid, the open structure floats.
Los investigadores afirman que el estudio es la primera demostración publicada de un metamaterial híbrido de celosía de celdas abiertas, metal y polímero, que flota. Desarrollaron una medida de diseño denominada densidad esquelética, que contabiliza las paredes de titanio y los canales sellados y rellenos de espuma, pero excluye el espacio abierto que puede ocupar el agua. Su regla es sencilla: cuando la densidad esquelética es menor que la del líquido circundante, la estructura abierta flota.
The results point to a potential material for marine applications. At the same overall density, the titanium lattice was 70% stronger than stainless steel or high-density polyethylene. In natural seawater from Melbourne's Port Phillip Bay, it lost only 0.15% of its mass after two weeks, while its strength declined by less than 1%. The structure also stayed afloat after cracking, failures at key connection points and the fracture of an entire lattice layer; it sank only after severe crushing and compaction.
Los resultados apuntan a un material potencial para aplicaciones marinas. Con la misma densidad total, la celosía de titanio era un 70 % más resistente que el acero inoxidable o el polietileno de alta densidad. En agua de mar natural de la bahía de Port Phillip, en Melbourne, perdió solo un 0,15 % de su masa tras dos semanas, mientras que su resistencia disminuyó menos de un 1 %. La estructura también siguió a flote después de agrietarse, sufrir fallos en puntos de conexión clave y fracturarse una capa completa de la celosía; solo se hundió después de una compresión y compactación graves.
In concrete terms, the work could give buoys, floating sensors and other marine structures a way to combine low weight with damage tolerance, rather than relying on a sealed casing or extra flotation. That remains a prospect, not a deployment: RMIT has demonstrated a 3D-printed prototype, and the team led by Distinguished Professor Ma Qian still plans larger parts and long-term tests in realistic marine and deep-sea conditions. The collaboration includes the Conservatoire National des Arts et Métiers in France.
En términos concretos, el trabajo podría permitir que las boyas, los sensores flotantes y otras estructuras marinas combinen un peso reducido con tolerancia a los daños, en lugar de depender de una carcasa sellada o de flotación adicional. Por ahora sigue siendo una posibilidad, no un despliegue: RMIT ha demostrado un prototipo impreso en 3D y el equipo dirigido por el profesor distinguido Ma Qian aún prevé fabricar piezas de mayor tamaño y realizar pruebas a largo plazo en condiciones marinas y de aguas profundas realistas. En la colaboración también participa el Conservatorio Nacional de Artes y Oficios de Francia.