Производствена революция: 3D принтер на MIT отпечатва напълно функционален електродвигател само за 50 цента

Изследователи от Масачузетския технологичен институт създадоха 3D принтер, който може да изработва електродвигатели в една стъпка – само за три часа при производствена цена от 50 цента на устройство. Платформата използва четири екструдера за едновременна работа с различните материали, като елиминира необходимостта от сложно сглобяване и специализирано оборудване. Тази технология намалява зависимостта от глобалните вериги за доставки, тъй като сложните компоненти могат да се произвеждат направо на място.

Повреда на двигател в автоматизирана машина в завод може да спре производството за часове и дни. Ако резервната част е далеч, доставката ѝ до цеха би отнела време и би довела до скъпоструващи забавяния. Производството на нов двигател на място би било по-лесно, по-бързо и по-евтино, но производството на електромобили обикновено изисква специализирано оборудване и сложни процеси.

За да реши този проблем, екипът на Масачузетския технологичен институт (MIT) създаде многокомпонентна платформа за 3D принтиране, способна да работи с различни функционални материали – от електропроводимо мастило до твърди магнити. Принтерът използва четири екструдера, които последователно нанасят материалите слой по слой, създавайки цяло устройство.

Този подход позволява отпечатването на напълно работещ двигател в една стъпка, без да е необходимо сложно сглобяване.

Изследователите са използвали екструзионен 3D печат – метод, при който обектът се създава слой по слой чрез изстискване на материала през дюза. За да изработят електрическата машина, те е трябвало да работят с различни функционални материали – електропроводими за тока и твърди магнитни за създаване на магнитно поле. Повечето многокомпонентни принтери могат да използват само два материала с една и съща форма, затова екипът е разработил своя собствена система с четири екструдера.

Всеки екструдер е проектиран с оглед на конкретния материал. Така например проводящите мастила изискват високо налягане и внимателно втвърдяване без прегряване, за да се избегне увреждането на диелектрика. За постигане на необходимата прецизност изследователите са използвали сензори и система за управление, която позволява на роботизираните манипулатори прецизно да повдигат и спускат дюзите. Това гарантира, че всеки слой лежи равномерно и дори леко разминаване няма да наруши крайното устройство.

С помощта на платформата е отпечатан напълно работещ линеен двигател. След минимална последваща обработка, включваща само намагнитване, устройството работи също толкова добре, а понякога дори по-добре от аналозите, произведени по традиционни методи с многоетапно сглобяване.

Целият процес отнема три часа и струва приблизително 50 цента на двигател.

Тази платформа проправя пътя за демократизиране на производството на електрически изделия. Технологията може да бъде използвана в роботиката, транспорта, медицинските изделия и други области, в които компонентите трябва да се произвеждат бързо. Изследователите планират да интегрират етапа на намагнитване в самия процес на печат, за да разширят възможностите на платформата за производство на въртящи се двигатели и по-сложни електронни устройства.