Ein Forscherteam des MIT hat eine Methode für den 3D Druck entwickelt, bei der es darum geht, „intelligente“ Materialien zu drucken. Diese Materialien verfügen über einstellbare Eigenschaften, mit deren Hilfe sie „erkennen“, wie sie sich bewegen und mit ihrer Umgebung interagieren.
Luftgekühlte Kanäle wirken Wunder
Möglich wurde diese bemerkenswerte Innovation durch den Einbau luftgekühlter Kanäle in die Struktur während des 3D Drucks. Indem die Forscher messen, wie sich der Druck in diesen Kanälen im Detail verändert, sobald die gedruckte Struktur zusammengedrückt, gebogen oder gedehnt wird, erhalten Sie eine gute Rückmeldung darüber, wie sich das Material genau bewegt.
Nächster Schritt: Sensoren
Dank dieser Methode eröffnen sich Möglichkeiten für die Einbettung von Sensoren in archetektonische Materialien. Auf diese Weise lässt sich eine Klasse von Materialien gewinnen, deren mechanische Eigenschaften durch Form und Zusammensetzung programmierbar sind. So lassen sich insbesondere Steifigkeit und Zähigkeit durch die Steuerung der Geometrie in archetektonische Materialien variieren.
Im Falle zellulärer Strukturen führt ein dichteres Zellennetz beispielsweise zu einer steiferen Struktur.
Weiche, flexible Roboter möglich
Eine weitere Anwendung dieser Technik könnte eines Tages dazu führen, weiche, flexible Roboter herzustellen. Diese würden dann über eingebettete Sensoren verfügen, welche es ihnen ermöglichen würde, ihre eigenen Haltungen und Bewegungen zu verstehen.
Auch die Herstellung tragbarer, intelligenter Geräte, welche Rückmeldung geben, wie sich eine Person bewegt oder mit ihrer Umgebung interagiert, wären mit auf diesem Wege denkbar.
„Die Idee bei dieser Arbeit ist, dass wir jedes Material nehmen können, das in 3D gedruckt werden kann, und eine einfache Möglichkeit haben, Kanäle darin zu verlegen, so dass wir eine Sensorisierung mit Struktur erhalten können. Und wenn man wirklich komplexe Materialien verwendet, dann kann man Bewegung, Wahrnehmung und Struktur in einem haben“, so Co-Autorin Lillian Chin, eine beteiligte Studentin im MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL).
Archetektonische Materialien
Auch die Archetektur-Branche könnte durch die programmierbaren Materialien revolutioniert werden. Der Fokus liegt hier auf „archetektonischem Material“, welches allein gemäß seiner Geometrie anpassbare mechanische Eigenschaften aufweist. Dies bedeutet vor allem Größe und Form der Zellen im Gitter so zu variieren, dass das Material mehr oder weniger flexibel wird.
Denkbar sind auch Sensoren direkt im Baumaterial, welche Informationen über Verformungen und Bewegungen des Materials liefern könnten. Die zumeist spärliche und komplexe Form der Materialien stellt hierbei jedoch noch eine Herausforderung dar.
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