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18.04.2016

3D-Druck: Feste und flüssige Materialien in einem Arbeitsgang kombinieren

MIT entwickelt Tintenstrahldruck weiter

Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich in einem Arbeitsgang Hydrauliksysteme drucken lassen, die sowohl aus festen wie flüssigen Komponenten bestehen.

Aus dem Drucker: Hydraulischer Hexapode (© MIT)

In diesem Verfahren haben sie per Inkjet-Druck einen etwa 15 cm großen hexapodischen Roboter mit hydraulisch angetriebenen Beinen erzeugt. Die Ergebnisse ihrer Arbeit haben sind in einem Forschungsaufsatz veröffentlicht.

Daniela Rus, Director des Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory des MIT und leitende Wissenschaftlerin des Projekts: "Wir mussten nur noch eine Batterie und einen Motor zum Antrieb der Hydraulikpumpen einbauen, dann konnte der Roboter quasi von selbst aus dem Drucker laufen."

Die Grafik zeigt die unterschiedlichen Materialfestigkeiten im Roboter. (© MIT)

Beim Verfahren der printable hydraulics werden mithilfe eines Tintenstrahldruckkopfs kleine Materialtröpfchen von 20 bis 30 Mikrometern Durchmesser Lage für Lage aufeinandergeschichtet. Während ein Teil der Tröpfchen per intensiver UV-Strahlung zu einem Feststoff ausgehärtet werden, bleiben andere in ihrer flüssigen Form. "Auf diese Weise kann man sehr komplexe, flüssigkeitsgefüllte Hydraulikkanäle herstellen", so MIT-Forscher Robert MacCurdy.

Acht Druckköpfe arbeiten mit verschiedenen Materialien

Die Aktoren für die Bewegung der Roboterbeinchen (© MIT)

Durch den gleichzeitigen Einsatz von acht Druckköpfen mit unterschiedlichen Flüssigkeiten kann die Härte des erzeugten Materials von fest über verformbar bis zu flüssig abgestuft werden. Um eine Vermischung der Flüssigkeiten für feste und für flüssige Teile zu verhindern, wurden viele Testgeometrien erzeugt bis schließlich eine passende Abstufung der Tröpfchengröße gefunden wurde. "Es ist ein aufwendiger Prozess, noch komplizierter als andere 3D-Druckverfahren, aber nach meiner Meinung ist Inkjet die beste Methode für die gleichzeitige Erzeugung multipler Materialien", so MacCurdy.

Der auf diesem Weg erzeugt Hexapode ist jedenfalls ein eindrucksvolles Beispiel für das Potenzial der Methode. Ein Youtube-Video zeigt den Druckprozess und die Bewegung des Roboters.

Zahnradpumpe aus dem Drucker (© MIT)

Ebenfalls zu sehen sind weitere Anwendungen für die printable hydraulics. Zum Beispiel eine kleine Zahnradpumpe, Faltenbälge oder eine Gummihand mit fluidisch angetriebenen Fingern, die problemlos ein rohes Ei greifen kann.

Weiterführende Information
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