Ein Wissenschaftlerteam des Masdar Institute of Science and Technology in Abu Dhabi hat ein Patent für ein neues 3D-Druckverfahren angemeldet. Das neue Verfahren nutzt architektonische Schaum-Strukturen, die aus einer Reihe von Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen bestehen können. Die einzigartige, zellulare Geometrie der Strukturen, die mit einem 3D-Drucker hergestellt werden, haben das Potenzial, Maschinen in der Luft- und Raumfahrt, Medizin- und Automobilindustrie herzustellen die zugleich robuster und leichter sind.
Die 3D-Strukturen lassen sich den Forschern zufolge für ausgezeichnete thermische, mechanische und elektrische Eigenschaften programmieren, berichtet die „Federation of Arab News Agencies“. Die Programmierung ebnet den Weg für eine Vielzahl an Anwendungen.
Entwickelt wurden die Strukturen vom Forschungsteam unter Leitung von Dr. Rashid Abu Al-Rub, der Associate-Professor für Werkstofftechnik und Maschinenbau am Institut der Hochschule ist. Die Studien des Teams wurden bereits in fünf „Peer-Review“-Zeitschriften veröffentlicht, darunter „Composites Science and Technology“ und nun sind die Strukturen bereit zur Patentanmeldung.
Nach Angaben der Forscher können die additiv gefertigten Schaumstrukturen in jeder Branche eingesetzt werden, um starke, leichte und leitfähige Materialien effizienter zu gestalten, so zum Beispiel auch in der Energie-, Wasser-, Öl- und Gasindustrie. Wie Prof. Al-Rub berichtet, verwendeten sie ein Computermodell um tausende verschiedene Schaumstrukturen mit einzigartigen geometrischen Eigenschaften zu erzeugen. Dank des begleitenden Computermodells kann die Plattform einfach genutzt werden. Die Forscher wählen dafür die gewünschten Eigenschaften des Schaums, wie zum Beispiel verbesserte thermische oder elektrische Eigenschaften, bessere Steifigkeit oder das Wunschgewicht.
Der Algorithmus wählt anschließend die am besten geeignete Geometrie, die anschließend mit einem 3D-Drucker hergestellt werden kann. Basierend auf den 3D-Druckergebnissen lassen sich Eigenschaften vorhandener Materialien optimieren oder als Standalone-Strukturen verwenden.
Die Porosität der Struktur kann ebenfalls manipuliert werden, weshalb sie ausgezeichnet für Öl- und Gasoperationen, Abwasserreinigung und Meerwasserentsalzung geeignet sei. Die Schaumstrukturen hätten dem Vizepräsident des Masdar Institute, Dr. Steve Griffiths zufolge das Potenzial eine Plattformtechnologie zu werden, die einen großen Einfluss auf zahlreiche Branchen haben wird.
