Indagini sperimentali e approfondimenti metrologici sulle proprietà fonoassorbenti di metamateriali acustici con cavità a spirale realizzati con manifattura additiva. = Experimental investigations and metrological insights on the sound absorbing properties of 3-D printed space-coiled acoustic metamaterials

Negli ultimi anni, il crescente sviluppo dei metamateriali acustici ha consentito di ottenere un'ampia gamma di soluzioni per specifiche applicazioni pratiche di assorbimento e di isolamento acustico, in particolare alle basse frequenze. Nelle recenti pubblicazioni riguardanti questi nuovi materiali le proprietà acustiche che li caratterizzano sono solitamente simulate, e sono disponibili poche evidenze sperimentali. In questo lavoro vengono effettuati, in due tubi di impedenza, test sperimentali di assorbimento acustico di diversi prototipi di metamateriale acustico stampati in 3-D. I metamateriali indagati sono pannelli fonoassorbenti ultrasottili a stretta banda di assorbimento con cavità tubolari avvolte a spirale. I risultati sperimentali vengono discussi in termini di riproducibilità delle misure: viene mostrato che le misurazioni su un singolo campione in cinque diverse condizioni di montaggio producono risultati compatibili, mentre la riproducibilità tra diversi campioni, progettualmente uguali, è bassa rispetto ai tradizionali materiali porosi. Quando, invece, i dati sperimentali hanno mostrato delle compatibilità tra i risultati di campioni diversi, è stato possibile costruire e verificare un modello teorico per la valutazione dell’ entità dell’assorbimento ottenibile con queste strutture al variare della frequenza. Vengono realizzati diversi campioni 3D, con caratteristiche progettuali differenti, per discutere vari aspetti del design e della produzione. Tale analisi permette di comprendere la variabilità intrinseca di questi materiali e i limiti del processo di stampa 3-D, che possono avere un enorme impatto sulle prestazioni acustiche dei prototipi prodotti. Infine, vengono discussa la progettazione e la realizzazione di metamateriali fonoassorbenti a banda larga per futuri sviluppi della ricerca.