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3D-gedrucktes U-Boot taucht ohne Motor ab

Auf 12. Juni 2018 von Kathrin J. veröffentlicht
3D-gedrucktes U-Boot

Forscher der ETH Zürich haben ein vollständig 3D-gedrucktes U-Boot im Miniaturformat entwickelt, welches zudem autonom und ohne Treibstoff, Motor oder Strom im Wasser schwimmen kann. Für die Fortbewegung des 3D-gedruckten U-Boots und als Ersatz für Motor und Kraftstoffe wurde das U-Boot mit Paddel augestattet. Diese werden durch Temperaturschwankungen im Wasser bewegt und dienen somit als Antrieb des 3D-gedruckten U-Boots.

Vergangene Woche haben wir erst über die Entwicklung von autonomen 3D-gedruckten Booten im Rahmen des Roboat Projekts berichtet. Die Robotik scheint sich mit Hilfe des 3D-Drucks immer weiterentwickeln zu können. Ein weiteres Beispiel dafür sind auch die 3D-gedruckten Robotertiere von dem deutschen Unternehmen Festo. Von selbst fliegend bis hin zum durch die Luft fliegen haben wir dort schon einiges gesehen. Die Forschung der ETH Zürich schließt mit dem autonom fahrenden 3D-gedruckten U-Boot an diese Entwicklungen als eine neue Innovation an.

3D-gedrucktes U-Boot

Die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (© ETH Zürich)

Miniatur U-Boot aus dem 3D-Drucker

In Zusammenarbeit mit Kollegen der Caltech in Pasadena im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien hat ein Forschungsteam der ETH Zürich unter Leitung von Professorin Kristina Shea nun dieses 3D-gedruckte Mini U-Boot entwickelt. Die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich ist eine technisch-naturwissenschaftliche universitäre Hochschule, die zu den zehn besten Universitäten der Welt zählt und im aktuellen Ranking hierbei sogar Platz 7 belegt. Das entwickelte 3D-gedruckte U-Boot wird zwar mit einer Länge von nur 7,5 Zentimetern zurecht als „mini“ betitelt, jedoch ist der Antrieb des Tauchroboters eine wahre Sensation.

Temperaturschwankungen und insbesondere Wärme dienen nämlich als Antrieb für die angebrachten Paddel des 3D-gedruckten U-Boots, was den Verzicht auf einen Motor und Stromquellen möglich werden lässt. Diese Paddel sind mit Kunststoffstreifen ausgestattet, die quasi die Aufgabe eines „Muskels“ aufnehmen. Konkret bedeutet das, dass sich der Kunststoffstreifen zur Bewegung je nach Wassertemperatur in seinem Volumen verändert, bspw. Ausdehnung bei warmem Wasser. So kann der Tauchroboter sich auch vollständig autonom im Wasser fortbewegen. Eine erste erfolgreiche Mission hat das 3D-gedruckte U-Boot auch schon absolviert. Dabei hat der Roboter eine Münze zu einem zuvor fixierten Punkt transportiert.

Die Zukunft des 3D-gedruckten U-Boots

3D-gedrucktes U-Boot

Prof. Dr. Kristina Shea (© ETH WPF)

„Das Zentrale unserer Arbeit ist, dass wir eine neue und vielversprechende Antriebsart entwickeln, die vollständig 3D-gedruckt ist und ohne externe Stromquelle auskommt“, sagt die ETH-Professorin Kristina Shea.

Bislang kann das entwickelte U-Boot immer nur einen Paddelschlag ausführen und ist danach auf menschliche Hilfe angewiesen.

Die Forscher der ETH Zürich sind aber mehr als zuversichtlich, dass der Bau optimierter Antriebselemente durchaus möglich wäre und ein zukünftiger Einsatz in der Meeresforschung ist geplant. Für den Antrieb bzw. die Paddel selbst ist zudem auch geplant die Reaktionsfaktoren auszuweiten. So soll neben der Reaktion auf die Wassertemperatur die Entwicklung eines Antriebs durch weitere Umwelteinflüsse im Fokus der Forscher stehen. Als Beispiel wären diesbezüglich der Säuregehalt oder Salzgehalt im Wasser zu nennen. Man darf gespannt sein, was die zukünftige Entwicklung des 3D-gedruckten U-Boots bringt und das folgende Video lässt bereits auf eine große Zukunft hoffen:

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