Процесс печати рабочего электродвигателя в лаборатории MIT Источник: AI
Пока домашние 3D-принтеры в большинстве своем заняты производством пластикового хлама, сувениров и фигурок супергероев, в Массачусетском технологическом институте (MIT) решили, что пора переходить к серьезным делам. Исследователи представили систему, способную печатать полностью функциональные электродвигатели за одно мероприятие. Это не просто очередная попытка сделать «корпус для мотора», а полноценное создание сложного устройства, где проводники, магниты и изоляция становятся единым без всякого вмешательства человека с отверткой.
Пять материалов в одном сопле
Главная проблема современной 3D-печати – ограниченность в выборе сырья. Большинство потребительских и даже промышленных принтеров умеют переключаться максимум между двумя типами пластика. Система, разработанная в лаборатории CSAIL MIT, работает одновременно с пятью материалами. Это позволяет в пределах одного цикла печати комбинировать магниты, гибкие полимеры, диэлектрики для надежной изоляции и электропроводящие материалы для формирования обмотки.
Вместо того чтобы собирать двигатель из отдельных деталей, принтер выстраивает его послойно, интегрируя медные (или аналогичные по проводимости) дорожки непосредственно в структуру. В ходе эксперимента ученым удалось напечатать линейный двигатель всего за три часа. После того, как устройство «вышло» из принтера, потребовалась лишь краткая процедура намагничивания, чтобы оно начало двигаться. Никаких сложных сборочных линий или ручного труда.
Экономика и эффективность «на коленке»
Наиболее впечатляющим в этой истории финансовый аспект. Себестоимость материалов для одного такого двигателя составила всего 0.5$ (22 грн). Это открывает двери для массового производства дешевой электроники и робототехники практически в домашних условиях либо на маленьких локальных мастерских. Лабораторные тесты продемонстрировали, что такой «быстрый» мотор работает не хуже заводских аналогов, а в некоторых сценариях даже показывает более высокую эффективность благодаря более точной геометрии внутренних компонентов, которую трудно достичь традиционным литьем или штамповкой.
Это достижение подвергает сомнению необходимость гигантских заводов для производства простых компонентов. Если раньше для создания кастомного двигателя под конкретные задачи нужно было заказывать партию в Китае и ждать неделями, то теперь достаточно загрузить модель в принтер. Пока крупные корпорации типа Philips только начинают предлагать пользователям компоненты 3D-печати для бритв, ученые MIT уже фактически печатают сердце любого современного устройства — его силовой агрегат.
Конечно, до появления мощных двигателей для электромобилей, отпечатанных на домашнем принтере, еще далеко. Однако для мелкой бытовой техники, дронов и медицинских протезов эта технология может стать подлинным толчком. Главное теперь — найти, где купить те же пять видов «чернил» по адекватной цене.