Инженеры Массачусетского технологического института напечатали на 3D-принтере лежащие в основе многих устройств электромагниты (соленоиды). Поскольку электромагниты входят в состав множества электронных устройств, технология может революционизировать производство электроники на Земле и в космосе.
Распечатан за один цикл электромагнит в разрезе (на монете 25 центов). Источник изображения: MIT
Представьте, что можно создать, например, полностью готовый аппарат для диализа, используя только 3D-принтер. Это играет немаловажную роль на Земле, где далеко не все и не везде имеют доступ к подобному медицинскому оборудованию, а также станет бесценным для космоса, где выбора материалов, запчастей и оборудования практически не будет. Исследователи MIT еще далеки от универсального решения, однако они сделали важный шаг в нужном направлении и обещают продолжить движение к намеченной цели.
Соленоиды и электромагниты – катушки с намотаной вокруг сердечника проволокой, являются фундаментальными строительными блоками многих электронных устройств, от аппаратов для диализа и искусственной вентиляции легких до стиральных и посудомоечных машин. Группа инженеров MIT модифицировала коммерческий 3D-принтер с несколькими экструдерами, чтобы смогла печать объемных электромагнитов за один цикл печати. Печать цельного изделия позволит избежать ошибок при сборке, если электромагниты печатать по частям.
Ученым пришлось модернизировать экструдеры и научиться регулировать температуру каждого из них. Температура плавления всех четырех компонентов будущего электромагнита была разной и важно было не допустить растекания уже напечатанного материала. Для печати токопроводящей проволоки использован пластик с вкраплениями металла. Сердечник печатался из двух видов пластика с вкраплениями магнитомягкого материала, один из которых подавался в виде гранул, а не нити. Послойно изолирующим витки диэлектриком был обычный пластик.
В ходе экспериментов инженеры научились печатать электромагнит с восемью слоями намотки, где провод печатался по спирали. Опыты показали, что напечатанный таким образом электромагнит диаметром 25 мм показал втрое более сильное магнитное поле, чем другие напечатанные 3D-принтерами электромагниты.
«Некоторые специалисты смотрят на них [на экструзионные 3D-принтеры] свысока, потому что они просты и не имеют большого количества наворотов, но экструзия – это один из очень немногих методов, позволяющих выполнять многослойную монолитную печать», – заявили авторы работы. Модернизированный для печати электромагнитов принтер стоил исследователям $4000. Но благодаря полученному опыту в дальнейшем они станут намного дешевле.
Если вы заметили ошибку, выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
