de.wedoany.com-Bericht: Ein Ingenieurteam am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, USA, hat kürzlich eine multimaterielle additive Fertigungsplattform entwickelt, die es ermöglicht, Motoren in einem einzigen Schritt zu drucken und so den Herstellungsprozess erheblich zu vereinfachen. Das System verwendet vier Extrusionswerkzeuge, die verschiedene Funktionsmaterialien wie leitfähige und magnetische Materialien verarbeiten können, und baut das Gerät durch Extruderwechsel und Düsenschichtung auf.
Die Forscher setzten das System ein, um innerhalb weniger Stunden einen elektrischen Linearmotor mit insgesamt fünf Materialien zu drucken. Nach dem Druckvorgang war nur noch ein einziger Nachbearbeitungsschritt erforderlich, bevor der Motor einsatzbereit war. Dr. Luis Fernando Velásquez-García, leitender Forschungswissenschaftler am Microsystems Technology Laboratory des MIT, erklärt: „Ein Motorausfall in automatisierten Maschinen kann zu Produktionsstillständen in Fabriken führen. Wenn Ingenieure kein Ersatzteil finden, müssen sie möglicherweise eine teure Lieferung aus der Ferne bestellen, was zu kostspieligen Verzögerungen führt.“
Velásquez-García fügt hinzu: „Die lokale Herstellung neuer Motoren wäre bequemer, schneller und kostengünstiger, aber die traditionelle Motorproduktion ist auf spezielle Ausrüstung und komplexe Prozesse angewiesen und konzentriert sich typischerweise auf wenige Fertigungszentren.“ Diese multimaterielle 3D-Drucktechnologie basiert auf einem Extrusionsdruckverfahren, bei dem Materialien durch eine Düse extrudiert und das Objekt schichtweise aufgebaut wird. Ingenieure müssen zwischen verschiedenen Materialien wechseln, um elektrische Geräte herzustellen, beispielsweise leitfähige Materialien für die Stromübertragung und hartmagnetische Materialien zur Erzeugung von Magnetfeldern für eine effiziente Energieumwandlung.
Das Team hat jeden Extruder sorgfältig ausgelegt, um Materialanforderungen und -einschränkungen in Einklang zu bringen. Velásquez-García weist darauf hin: „Es gab erhebliche technische Herausforderungen. Wir mussten verschiedene Ausprägungen desselben Druckverfahrens – der Extrusion – nahtlos in einer Plattform integrieren.“ Sie verwendeten strategisch platzierte Sensoren und ein neuartiges Steuerungsframework, um sicherzustellen, dass der Roboterarm jedes Werkzeug zuverlässig aufnehmen und platzieren kann, die Düsenbewegung präzise und vorhersehbar ist und die Materialschichten korrekt ausgerichtet werden.
Die Herstellung des Linearmotors dauerte etwa 3 Stunden. Nach dem Druck wurde das hartmagnetische Material magnetisiert, um volle Funktionalität zu erreichen. Velásquez-García bezeichnet seine Leistung als „vergleichbar mit oder besser als ähnliche Motoren, die komplexere Herstellungsverfahren oder zusätzliche Nachbearbeitung erfordern“. Für die Zukunft planen die Ingenieure, den Magnetisierungsschritt in den multimateriellen Extrusionsprozess zu integrieren sowie Rotationsmotoren und komplexere elektronische Geräte zu drucken. Langfristig könnte diese 3D-Druckplattform für die schnelle Herstellung von anpassbaren elektronischen Komponenten für Robotik, Fahrzeuge oder medizinische Geräte eingesetzt werden und gleichzeitig Materialabfall reduzieren.
Dieser Artikel wurde von Wedoany übersetzt und bearbeitet. Bei jeglicher Zitierung oder Nutzung durch künstliche Intelligenz (KI) ist die Quellenangabe „Wedoany“ zwingend vorgeschrieben. Sollten Urheberrechtsverletzungen oder andere Probleme vorliegen, bitten wir Sie, uns unverzüglich zu benachrichtigen. Wir werden den entsprechenden Inhalt umgehend anpassen oder löschen.
E-Mail: news@wedoany.com
