Forscher von der Princeton University haben mit einem an die Additive Fertigung angelehntem Verfahren künstliche Haare aus elastischen Polymeren hergestellt. Die Haare entstehen schrittweise beim „Spinning“ einer Scheibe. Einsatzmöglichkeiten sind unter anderem die Entwicklung von Erkennungsfähigkeiten von Robotern und auch die Nachahmung biologischer Muster, die wichtige Lebensfunktionen ermöglichen.

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Forscher in Princeton haben laut einer Mitteilung herausgefunden, dass sie auf einer Scheibe flüssige elastische Polymere spinnen und so komplexe haarartige Formen in einem dem 3D-Druck ähnlichem Verfahren bilden können. Damit könnten biometrische Oberflächen nachgeahmt und mit einem additiven Herstellungsverfahren erzeugt werden. Die Einsatzbereiche sind vielfältig und reichen von der Entwicklung von Erkennungsfähigkeiten von Robotern bis hin zur Nachahmung biologischer Muster, die wichtige Lebensfunktionen ermöglichen. Ein unten verlinktes Video zeigt Details zu dem Verfahren.

Industrielle Anwendungsmöglichkeiten

Auf der Außenseite der Scheibe wird flüssiges Gummiband aufgetragen und die Scheibe so gedreht, dass sich darauf komplexe und nützliche Muster bilden. Wenn die Drehungen genau richtig vorgenommen werden, steigen aus dem Material winzige Spindeln beim Aushärten auf. Mit der Beschleunigung der Scheibe wachsen die Spindeln und bilden einen weichen, haarartigen Feststoff.

Mit mathematischer Präzision rationalisiert und von biologischen Konstruktionen inspiriert, könnte die neue Methode für die Fertigung mit Metallen, Gläsern, Kunststoffen und intelligenten Materialien im industriellen Maßstab angewendet werden. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Proceedings oft the National Academy of Sciences“ am 22. Februar 2021 veröffentlicht.

Alte technische Probleme werden in neue Herstellungslösungen umgewandelt

Die Technik der Princeton-Forscher basiert auf einem einfachen Trick aus der Physik. Damit lässt sich eine Vielzahl alter technischer Probleme in neue Herstellungslösungen umwandeln. Das Verfahren ist sehr simpel, aber dennoch ausgereifter als konventionelle Formen. Außerdem ist diese Herstellungslösung Teil der additiven Fertigung und damit günstiger als andere Herstellungsverfahren.

Darüber hinaus könnte die Fertigungslösung der Princeton-Forscher auch bei der Entwicklung von Erkennungsfähigkeiten von Robotern und der Nachahmung biologischer Muster eine Schlüsselrolle spielen. Diese täuschend einfache Strukturen – wie z. B. die Haare auf einem Spinnenbein – ermöglichen wichtige Lebensfunktionen. Solche und ähnliche Muster sind zwar allgegenwärtig, jedoch fanden die Princeton-Forscher erst jetzt eine Möglichkeit, um diese Muster nachahmen zu können. Auf unserer Seite finden Sie eine Übersicht aller 3D-Druckverfahren.

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