Ein Forschungsteam am Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat eine 3D-Druckplattform entwickelt, die auch verschiedene elektrisch leitfähige Materialien verarbeiten kann. Damit gelang es den Wissenschaftlern, einen vollständigen elektrischen Linearmotor innerhalb weniger Stunden in einem einzigen Druckvorgang herzustellen.
Wie heise.de berichtet, nutzten die Forscher einen bestehenden Multimaterial-3D-Drucker, den sie mit zusätzlichen Extrudern ausrüsteten. Insgesamt sechs Extruder verarbeiten jeweils ein unterschiedliches Material. Die einzelnen Druckköpfe wurden sorgfältig auf das jeweilige Material abgestimmt – unter Berücksichtigung der nötigen Verarbeitungstemperatur, der Materialgrenzen und der Härte.
Zum Einsatz kamen elektrisch leitfähige Tinten, die ganz andere Anforderungen an den Extruder stellen als herkömmliches Filament oder Granulat. Um das leitfähige Material schichtweise drucken zu können, muss es ohne starke Hitzezufuhr oder UV-Licht aushärten.
"Es gab erhebliche technische Herausforderungen. Wir mussten herausfinden, wie wir verschiedene Ausprägungen desselben Druckverfahrens – der Extrusion – nahtlos in einer Plattform vereinen können", erklärt Luis Fernando Velasquez-Garcia, leitender Wissenschaftler in den Microsystems Technology Laboratories (MTL) des MIT und Hauptautor der Studie.
Die MIT-Wissenschaftler entwickelten ein präzise arbeitendes System zur Steuerung der Druckköpfe. Zusammen mit strategisch platzierten Sensoren sorgt es dafür, dass jede Materialschicht exakt ausgerichtet wird. Bereits geringe Abweichungen könnten die Funktion eines gedruckten Motors beeinträchtigen.
Der gedruckte Linearmotor erzeugt im Gegensatz zu einem Drehmotor eine geradlinige Bewegung. Nach dem Druck mussten lediglich die hartmagnetischen Materialien magnetisiert werden. Der gesamte Druckvorgang dauerte nur rund drei Stunden, die Materialkosten pro Bauteil betragen etwa 50 US-Cent. Laut den Wissenschaftlern soll der ausgedruckte Motor eine mehrfach höhere Antriebsleistung besitzen als herkömmlich hergestellte Motoren ähnlicher Größe.
