Während die meisten von uns schon froh sind, wenn der heimische 3D-Drucker eine halbwegs ansehnliche Plastikfigur ausspuckt, ohne im letzten Drittel den Geist aufzugeben, haben Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) mal eben ein paar Evolutionsstufen übersprungen. Ihr neuester Coup: voll funktionsfähige Elektromotoren direkt aus dem Drucker. In einem einzigen, kontinuierlichen Prozess, der gerade einmal drei Stunden dauert, fertigt ihre Eigenbau-Maschine einen kompletten Linearmotor aus fünf verschiedenen Materialien – und das bei Materialkosten von läppischen 50 Cent. Der einzige manuelle Handgriff, der danach noch nötig ist? Die Komponenten kurz magnetisieren. Fertig ist das Antriebsmodul.
Dieser Durchbruch, der im Fachjournal Virtual and Physical Prototyping detailliert beschrieben wird, stammt von einem Team der Microsystems Technology Laboratories am MIT, namentlich Jorge Cañada, Zoey Bigelow und Luis Fernando Velásquez-García. Die Forscher haben einen bestehenden 3D-Drucker massiv umgerüstet und mit vier speziellen Extrusionsköpfen ausgestattet. Diese verarbeiten ein beeindruckendes Spektrum: von starren und flexiblen Polymeren über leitfähige Silbertinte bis hin zu Verbundstoff-Pellets, die mit Magnetpartikeln gespickt sind. Dank dieses Multi-Material-Ansatzes kann die Maschine das dielektrische Gehäuse, die leitfähigen Spulen und die magnetischen Bauteile Schicht für Schicht auftragen, ohne dass der Druckvorgang unterbrochen werden muss.
Warum ist das ein Gamechanger?
Bei diesem Erfolg geht es weniger darum, billige Motoren am Fließband zu produzieren, sondern vielmehr darum, das Paradigma der Fertigung grundlegend zu verschieben. Wir bewegen uns weg vom reinen Drucken einzelner Bauteile hin zum „Drucken ganzer Systeme“. Die Fähigkeit, ein komplettes elektromechanisches Gerät on-demand und vor Ort zu fertigen, könnte die Abhängigkeit von fragilen globalen Lieferketten für kritische Komponenten massiv verringern.
Für die Robotik, die Automatisierungstechnik und sogar die Medizintechnik öffnet dies die Tür für Rapid Prototyping auf einem völlig neuen Level. Es ermöglicht die Erstellung hochgradig maßgeschneiderter, integrierter Hardware, deren Produktion außerhalb einer spezialisierten Fabrik bisher schlicht unmöglich war. Besonders beeindruckend: Laut den Forschern lieferte der gedruckte Motor eine Performance ab, die mit konventionell gefertigten Modellen nicht nur mithalten konnte, sondern diese teilweise sogar übertraf.
