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Mikroballone aus dem 3D-Drucker erinnern sich an frühere Form

 15. September 2017  Andreas Krämer  

Einem Forscherteam gelang es, Objekte mit einem „integrierten Gedächtnis“ mittels 3D-Drucker herzustellen. Die Mikroballone nehmen bei einer Verformung und anschließender Erwärmung ihre ursprüngliche Form wieder an.

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Logo Lawrence Livermore National LaboratoryEin Ingenieur-Team des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hat erfolgreich Objekte mit einem integrierten „Gedächtnis“ per 3D-Drucker hergestellt. Bei einer Verformung und anschließenden Erwärmung nehmen die Objekte, die auch als Mikroballone bezeichnet werden, ihre Ursprungsform wieder an. Die Komponenten lassen sich quasi auf eine bestimmte Temperatur programmieren und danach kühlen sie etwa wieder auf Zimmertemperatur ab. Wenn sie erwärmt werden, erinnern sie sich an ihre eigentliche Form.

Der menschliche Körper kann zum Beispiel als Wärmequelle dienen. Das Team bestehend aus Amanda Wu, Ward Small und Taylor Bryson, unterbreitete den Vorschlag, aus dem neu entwickelten Material perfekt sitzende Fußbetten für Schuhe oder Einlagen in Schutzhelmen zu fertigen. Als Verpackungsmaterial sei es ebenso geeignet, weil es Stöße abfängt und sich danach wieder in seine Ursprungsform zurückverwandelt.

LLNL-Forscherteam mit Mikroballon
Die LLNL-Forscher Ward Small, Amanda Wu und Taylor Bryson (v.l.n.r.) begutachten einen 3D-gedruckten Mikroballon aus Silikon. (Bild: © llnl.gov)

Der 3D-Drucker setzt Silikontinte als Druckmaterial ein. Diese beinhaltet winzige Kunststoffpartikel, die mit Gas gefüllt sind. Beim Druckprozess vernetzt sich das Silikon und lässt es zu einer Einheit werden. Das Gas wird komprimiert, sobald das Objekt verformt wird, und dehnt sich durch Wärme wieder aus, wodurch es seine Ursprungsform wieder annimmt. Auch in anderen Bereichen waren Forscher des LLNL aktiv. So erzielten sie einen Durchbruch beim 3D-Druck von transparenten Glas, wovon Optikfirmen profitieren können.

Direct-Ink der Silicon-Tinte
Mittels Direct-Ink-Prozess wird die Silikon-Tinte aufgetragen. (Bild: © llnl.gov)

Die gasgefüllten Mikroballone sind den Forschern zufolge einzigartig, da sie jedem Material ein Formgedächtnis verleihen können, wozu auch selbst dehnbare Materialien wie Gummi zählen. Das Material kann neu programmiert werden. Hier wurden Helme für Kinder als Beispiel genannt. Wenn ihr Kopfumfang größer wird, wird das Dämpfungsmaterial einfach herausgenommen und bei einer Erwärmung auf wenig mehr als die Körpertemperatur neu programmiert. Der Helm sitzt anschließend wieder ideal.

Die vollständige Forschungsarbeit kann auf der Nature-Webseite in englischer Sprache nachgelesen werden.

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