La possibilità di combinare la libertà di modellazione top-down della stampa 3D con il controllo bottom-up sull'orientazione delle fibre offre la possibilità di progettare e realizzare liberamente strutture senza le restrizioni tipiche degli attuali processi di produzione. La possibilità di stampare strutture leggere a base polimerica, in cui le fibre di rinforzo vengono orientate durante il processo di stampa e con il percorso di stampa, permette di rinforzare la struttura secondo le sollecitazioni meccaniche previste, migliorandone la rigidità, la resistenza e la tenacità rispetto quei componenti costituiti da un materiale isotropo standard. Se le fibre sono attive è possibile, in aggiunta, progettare strutture in grado di rispondere ai cambiamenti ambientali tramite variazioni di forma significative.
Il design di tali componenti richiede modelli in grado di cogliere le principali caratteristiche della stampa 3D, nonché analisi approfondite del comportamento meccanico di strutture anisotrope e disomogenee. In questo spirito, questo progetto di ricerca può promuovere l'integrazione tra sviluppo di materiali e progettazione di nuovi componenti. L'intero processo di estrusione e stampa, compresi i parametri materiali, geometrici e la velocità di estrusione, potrà essere ottimizzato. La libertà extra di design, create da traiettorie di fibre curve, sarà applicata allo studio di componenti strutturali, piastre e travi, con prestazioni meccaniche migliorate grazie al controllo puntuale dell'anisotropia del materiale. La possibilità che queste tecniche di produzione conducano ad instabilità e difetti richiede lo studio di modelli in grado di predire tali instabilità, nonché di condurre alla loro identificazione tramite analisi statiche o dinamiche.
