3D-gedruckte Magnete: Forscher entwickeln neue Methode
Die Forschung bezüglich Materialien für den 3D-Druck schreitet immer weiter voran – sei es im Bereich der Polymere, Metalle oder Verbundwerkstoffe. Es sind diese Entwicklungen, die es Anwendern ermöglichen, Teile für industrielle Anwendungen zu entwerfen, die teilweise strenge Anforderungen erfüllen müssen. Ein gutes Beispiel ist hierbei das von österreichischen Forschern entwickelte Aluminiumoxid, das sehr korrosions- und temperaturbeständig ist. Das Ziel ist simpel: Teile mit den gleichen Merkmalen und Eigenschaften wie maschinell bearbeitete oder gegossene Komponenten in 3D drucken. Dieses Mal wurde sich auf den Magnetismus konzentriert: Forscher des Instituts Jean Lamour (IJL), dem Forschungslabor für Materialwissenschaften der Universität Lothringen, konnten nämlich eine Methode entwickeln, 3D-gedruckte Magnete herzustellen.
Das Forscherteam gibt an, dass es ihnen gelungen ist, magnetische Eigenschaften in verschiedene 3D-gedruckte Teile zu integrieren, und zwar ohne Nachmagnetisierung – vermutlich durch die Verwendung ferromagnetischer Materialien. Dies ist ein Novum im Bereich des 3D-Drucks und könnte ein Feld von Möglichkeiten eröffnen, wenn es darum geht, magnetoaktive Objekte zu schaffen, durch die es möglich wäre, mehr oder weniger komplexe Teile mit einem Magnetfeld zu steuern.
Die Forscher haben einen Prusa i3 3D-Drucker verwendet, um den Magneten herzustellen. (Bildnachweis: Universität Lothringen)
Unter der Leitung von Samuel Kenzari, einem CNRS-Forschungsingenieur, und Thomas Hauet, einem Dozenten an der Universität Lothringen, erklärt das Team, dass sie einen 3D-Drucker entwickelt haben, der ein magnetisches Verbundfilament extrudieren kann. Die Maschine ähnelt also einer klassischen Desktop-FDM-Lösung, die sie für die Herstellung dieser Magnete modifiziert haben. Es wurden nur wenige Details zu den vorgenommenen Änderungen bekannt gegeben, aber eine erste Version des Druckers soll ab Herbst 2021 kommerziell verfügbar sein. Besonders interessant ist hierbei das entwickelte Material: Die Forscher haben ferromagnetische Materialien als Basis genommen, welche sie modifiziert haben, um sie druckbar zu machen. So konnten sie ein magnetisches Filament erschaffen. Die Forscher bleiben bei dem Thema, wie genau sie diese Innovation erreichen konnten, jedoch diskret. In der Pressemitteilung heißt es: „Die mit diesem Drucker hergestellten Teile haben eine oder mehrere permanente magnetische Ausrichtung(en), ohne dass nachträglich ein Magnetfeld angelegt werden muss, um sie zu magnetisieren.„
Das Ziel des IJL ist es, diese Lösung (Maschine + Filament) bis Ende des Jahres zu kommerzialisieren und damit jedem die Möglichkeit zu geben, seine eigenen Magnete direkt zu Hause zu gestalten. Die Forschungsarbeit könnte auch dazu beitragen, die Entwicklungen im 4D-Druck zu beschleunigen. Beim 4D-Druck wird neben den traditionellen drei Dimensionen die vierte Dimension, die Zeit, miteinbezogen. Die durch den 4D-Druck erzeugten Teile können unter dem Einfluss eines externen Faktors wie Temperatur, Vibrationen oder ähnlichem verändert werden. Folglich könnten wir dieses Filament verwenden, um Teile zu entwerfen, die ein Nutzer über ein Magnetfeld steuern kann, um so zum Beispiel die Form zu verändern.
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