Feltalálták a 3D nyomtatott elektromágnest, ami minden elektronika lelke
A nyomtatott szolenoidok jelenthetik a megoldást olcsóbb és könnyebben előállított elektronika gyártására – mind a Földön, mind pedig az űrben – vallják az MIT kutatói. A tudósok átalakítottak egy 3D nyomtatót, ami több filament felhasználására alkalmas, így három különböző anyagból készült ultravékony tekercseket tudnak rétegezéssel legyártani.
Az egylépéses eljárás során spirálként nyomtatnak ki negyeddolláros méretű szolenoidot úgy, hogy a lágy mágneses mag köré anyagot rétegeznek, és a vastagabb vezetőrétegeket vékony szigetelőrétegekkel választják el egymástól.
„Nincs okunk arra, hogy a technológiára csak néhány gyártóközpontban készítsünk alkalmas hardvereket, amikor az igény globális. Ahelyett, hogy megpróbálnánk hardvereket szállítani a világ minden tájára, azon gondolkodtunk, hogy nem tudnánk-e felruházni a képességgel akár távoli helyeken élő embereket is, hogy maguk készítsék el azokat? Az additív gyártás óriási szerepet játszhat az ilyen technológiák demokratizálása szempontjából” – nyilatkozta Luis Fernando Velásquez-García, az MIT Mikrorendszer-technológiai Laboratóriumának kutatója, egyben a 3D nyomtatott szolenoidokról szóló új tanulmány vezető szerzője.
A szolenoid elektromos áram hatására mágneses mezőt hoz létre. Akkor is, amikor például valaki csenget egy ajtón, elektromos áram folyik át egy szolenoidon, a mágneses mező pedig megmozdít egy vasrudat, az pedig megüti a csengőt. A jelenség az életünk gyakorlatilag minden aspektusában jelen van, szóval nem túlzás kijelenteni, hogy egy olcsóbban és egyszerűbben gyártható elektromágnes létrehozása óriási jelentőséggel bírhat.
A szolenoidok integrálása a tisztaszobában gyártott elektromos áramkörökbe jelentős kihívást jelentett, mivel nagyon eltérő alaktényezőkkel rendelkeznek, és nem kompatibilis eljárásokkal készülnek, amelyek utólagos összeszerelést igényelnek. Ezek a technikák azonban korlátozzák a szolenoidok méretét és alakját, ami hátráltatja a teljesítményt – magyarázza közleményben az MIT. Additív gyártással viszont gyakorlatilag bármilyen méretű és alakú eszközt elő lehet állítani. Ehhez azt a sajátos kihívást kellett kezelni, hogy egy szolenoid előállítása többféle anyagot, illetve vékony rétegek tekercselését igényli. Ezek eddig nem feltétlenül voltak kompatibilisek a géppel, de az MIT tudósai megoldották, sőt, egyenesen egy kereskedelmi forgalomban ma is kapható extrudáló 3D nyomtató átalakításával érték el.
A kutatás nem ért véget, mivel tovább szeretnék fokozni az eddig elért teljesítményt. Ehhez egyrészt tesztelni fognak jobb tulajdonságokkal rendelkező alternatív anyagokat, másrészt megvizsgálnak további módosításokat, amelyekkel pontosabban szabályozható lenne például a hőmérséklet, hiszen egyes anyagok lerakódhatnak, ezzel pedig meghibásodásokat okozhatnak.
Gábor János, Okosipar.hu