Kvar motora u automatiziranim sustavima često uzrokuje skupe zastoje u proizvodnji, prvenstveno zbog ovisnosti o vanjskim distributerima i globalnim opskrbnim lancima. Kako bi premostili taj izazov, istraživači s Massachusetts Institute of Technology (MIT) razvili su naprednu platformu za 3D ispis koja koristi više različitih materijala istodobno, što pak omogućuje izradu kompleksnih sklopova u samo jednom koraku.

Ispis za 50 centi po komadu

Srž nove platforme čine četiri ekstruzijske glave koje mogu ispisivati različite oblike materijala, poput tinti ili rastaljenih filamenata. Sustav je dizajniran da precizno izmjenjuje glave pisača, nanoseći električki vodljive i magnetne materijale sloj po sloj, sve prema potrebama modela. Razvoj takvog 3D pisača zahtijevao je rješavanje složenih inženjerskih problema, poput usklađivanja materijala koji se stvrdnjavaju na različitim temperaturama, sve kako bi se osigurala funkcionalnost finalnog proizvoda.

Za demonstraciju mogućnosti sustava, tim predvođen Luisom Fernandom Velásquez-Garcíom proizveo je potpuno funkcionalan linearni elektromotor (aktuator). Cijeli proces ispisa trajao je svega nekoliko sati, a jedini korak nakon same izrade bilo je magnetiziranje materijala. Rezultati su pokazali da ovaj 3D ispisani uređaj postiže performanse koje su jednake ili čak bolje od motora izrađenih tradicionalnim, značajno složenijim metodama proizvodnje.

Preciznost ispisa osigurana je strateški postavljenim senzorima i kontrolnim sustavom koji upravlja robotskim rukama. Svako odstupanje u poravnanju slojeva moglo bi ugroziti rad stroja, stoga taj sustav jamči predvidljivo kretanje mlaznica pri svakom prolazu. Istraživači ističu i da su troškovi materijala za izradu ovakvog motora iznimno niski i iznose otprilike 50 centi po komadu, što njihovu novu tehnologiju čini ekonomski vrlo konkurentnom.

Budućnost bez skladišta

Dugoročni cilj ovog projekta je potpuna demokratizacija proizvodnje hardvera. Umjesto oslanjanja na masovnu proizvodnju i dugotrajnu isporuku, tvrtke bi u budućnosti mogle same dizajnirati i ispisivati prilagođene komponente za robote, vozila ili medicinsku opremu. Time se drastično smanjuje količina otpada i potreba za velikim skladištima rezervnih dijelova, jer se svaki uređaj može izraditi po mjeri i na lokaciji gdje je potreban.

Znanstvenici s MIT-a već planiraju daljnje korake koji uključuju integraciju procesa magnetizacije izravno u fazu ispisa te mogućnost izrade rotacijskih elektromotora. Proširenjem broja alata na platformi, sustav bi u budućnosti mogao omogućiti monolitnu izradu još složenijih elektroničkih uređaja. Prema riječima autora studije, ovo je tek početak fundamentalne promjene načina na koji stvaramo tehnologiju, čineći lokalnu proizvodnju održivom i pristupačnom alternativom globalnoj industriji. Rad o novom 3D pisaču objavljen je u časopisu Virtual and Physical Prototyping.