journal article·2025-10Open access

Enhancing Damage Tolerance of Structures Using 3D/4D Printing Technologies

Morteza Sayah Irani, Sadegh Ranjbar, Mohammad Lakhi, Ali Zolfagharian

Advanced Materials Technologies· Volume 10· Issue 20

Abstract

Abstract Damage tolerance has emerged as a pivotal aspect of structural design, aiming to enhance the safety, longevity, and reliability of critical structures across industries such as aerospace, civil engineering, and automotive. This review explores recent advances in damage tolerance techniques, with a focus on design methodologies, material integration, and predictive technologies. The review synthesizes insights from various studies, emphasizing modern innovations, including designation, fabrication techniques, and inspiration from nature. Advances in materials science have enabled the development of novel fabrication methods, such as 3D/4D printing processes, which significantly improve the capacity of structures to withstand and recover from damage. Meanwhile, cutting‐edge design principles, including topology optimization and multi‐scale modeling, allow engineers to predict and mitigate structural vulnerabilities. Nature provides an invaluable source of inspiration, offering solutions that balance resilience and efficiency through mechanisms observed in biological systems like bones, shells, and plant stems. By reviewing these approaches as well as the time‐responsive programmability of 4D printing, this article highlights the potential for transformative improvements in structural damage durability and functionality, paving the way for safer and more sustainable engineering practices.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Additive Manufacturing and 3D Printing Technologies · Innovations in Concrete and Construction Materials · Manufacturing Process and Optimization

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Mechanical Engineering University of Birjand Birjand Iran

Department of Mechanical Engineering Faculty of Engineering Urmia University Urmia Iran

Department of Mechanical Engineering Birjand University of Technology Birjand Iran

School of Engineering Deakin University Geelong Victoria 3216 Australia

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