3DN: K\u00f6nnen Sie sich kurz vorstellen und erz\u00e4hlen, wie Sie begonnen haben, sich mit 3D-Druck zu besch\u00e4ftigen?<\/h2>\n
Wir sind MATERIAL, ein Unternehmen f\u00fcr moderne Fertigungstechnologien, und haben eine Maschine entwickelt, die fast alles drucken kann. Angefangen haben wir mit Lithium-Ionen-Batterien, die wir mithilfe unserer eigenen Nanomaterialien herstellen.<\/p>
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<\/a><\/div>\nDie Idee entstand w\u00e4hrend meiner Promotion an der Duke University. Damals, etwa 2014 oder 2015, begannen wir, uns intensiv mit additiver Fertigung zu besch\u00e4ftigen. Wir arbeiteten in einem materialwissenschaftlichen Labor, entwickelten Nanomaterialien, arbeiteten an Verbundwerkstoffen und erforschten deren Eigenschaften und Wachstum. […] Ich wollte noch einen Schritt weitergehen und herausfinden, ob sich eine Batterie 3D-drucken l\u00e4sst. Daraus entstand letztlich die Idee f\u00fcr das Unternehmen. Nach meiner Promotion wechselte ich an die Rice University, wo ich mich als Postdoktorand mit weiteren Fertigungstechnologien besch\u00e4ftigte. […] 2023 beschlossen wir schlie\u00dflich, das Unternehmen zu gr\u00fcnden und die Idee praktisch umzusetzen.<\/p>\n
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Mitgr\u00fcnder Miles Dotson (links), CEO Gabe Elias (Mitte) und Chris Reyes (rechts).<\/p><\/div>\n
3DN: K\u00f6nnen Sie uns mehr \u00fcber die 3D-Drucktechnologie erz\u00e4hlen, die MATERIAL einsetzt?<\/h2>\n
Zu viele Details kann ich nicht verraten, aber es handelt sich um ein multimodales Drucksystem. Wir arbeiten mit Kunststoffextrusion und nutzen derzeit FDM, k\u00f6nnen aber auch Pellets sowie verschiedene Polymerverbundwerkstoffe verarbeiten. Dar\u00fcber hinaus haben wir eigene Schneckenextruder entwickelt, mit denen sich Batterieslurries extrudieren lassen. Auch die Verarbeitung von Nanokompositen geh\u00f6rt zu unseren Kompetenzen. Wir k\u00f6nnen unterschiedliche Arten von Slurries und Nanokompositen dosieren und verf\u00fcgen zus\u00e4tzlich \u00fcber ein eigenes Sensorsystem, das die In-situ-Nachbearbeitung erm\u00f6glicht. Das Verfahren \u00e4hnelt dem Direct Ink Writing [\u2026], wurde jedoch an unsere speziellen Materialien angepasst, die besondere Anforderungen mit sich bringen.<\/p>\n
3DN: Wie entstand die Idee, Batterien an die Form des Produkts anzupassen?<\/h2>\n
Die Idee entstand, als ich auf der Suche nach einem Forschungsthema war. Ich wollte an etwas arbeiten, das langfristig relevant bleibt. Batterien wird es immer in irgendeiner Form geben. Vielleicht werden Lithium-Ionen-Batterien eines Tages eine \u00e4hnliche Rolle einnehmen wie heute Blei-S\u00e4ure-Batterien \u2013 eine Technologie, die trotz ihres Alters weiterhin ihren festen Platz hat. Deshalb wollte ich mich mit einer Technologie besch\u00e4ftigen, die sich stetig weiterentwickelt und auch in Zukunft eine wichtige Rolle spielen wird. Energiequellen werden wir schlie\u00dflich immer brauchen.<\/p>\n
\nHinzu kommt ein grunds\u00e4tzliches Problem bei heutigen Batterien: Sie bestehen meist aus zylindrischen oder prismatischen Zellen. Dadurch geht viel Platz verloren, weil im Grunde nur viele einzelne Zellen dicht nebeneinander angeordnet werden. Mit 3D-Druck kann man den verf\u00fcgbaren Raum deutlich besser ausnutzen. So l\u00e4sst sich beispielsweise das Speichervolumen erh\u00f6hen oder die W\u00e4rmeableitung und Stabilit\u00e4t verbessern. Meiner Ansicht nach ist 3D-Druck die einzige Technologie, mit der das m\u00f6glich ist.<\/p>\n<\/blockquote>\n
3DN: Was sind die gr\u00f6\u00dften Vorteile von 3D-gedruckten Batterien?<\/h2>\n
Einer der wichtigsten Vorteile ist die deutlich h\u00f6here Energiedichte. Wir k\u00f6nnen viele Bestandteile einsparen, die nicht direkt zur Energiespeicherung beitragen, und Batterien an Stellen integrieren, an denen herk\u00f6mmliche L\u00f6sungen nicht passen w\u00fcrden. Freir\u00e4ume innerhalb eines Geh\u00e4uses lassen sich so f\u00fcr die Batterie nutzen, was wiederum die Laufzeit erh\u00f6ht. Hinzu kommen die Flexibilit\u00e4t und Anpassungsf\u00e4higkeit. Mit derselben Maschine kann man beispielsweise eine Batterie f\u00fcr eine Drohne oder ein Modellfahrzeug entwickeln und anschlie\u00dfend eine Batterie f\u00fcr ein v\u00f6llig anderes Produkt herstellen. [\u2026] Bei herk\u00f6mmlichen Batterien ist das anders. Wer Produktionsanlagen f\u00fcr zylindrische Batteriezellen aufbaut, ist in der Regel auf genau diesen Zelltyp festgelegt. Ein weiterer Vorteil ist die Effizienz. Wir b\u00fcndeln sieben bis zw\u00f6lf Schritte der Batterieherstellung in einer einzigen Maschine. Dadurch ben\u00f6tigen wir deutlich weniger Platz.<\/p>\n
Bei der Herstellung einer 3D-gedruckten Batterie werden Anode, Separator und Kathode miteinander kombiniert.<\/p><\/div>\n
3DN: Mit welchen Herausforderungen mussten Sie seit der Gr\u00fcndung von MATERIAL umgehen?<\/h2>\n
Eine der naheliegendsten Herausforderungen waren die Z\u00f6lle. Wir bauen ein Unternehmen auf, das viel Hardware ben\u00f6tigt und gleichzeitig im Bereich der Materialwissenschaften t\u00e4tig ist. Entsprechend waren [die Z\u00f6lle] f\u00fcr uns eine interessante und besondere Ver\u00e4nderung. Gleichzeitig gibt es derzeit einen starken Trend, Produktion und Lieferketten wieder st\u00e4rker ins eigene Land zu holen. Dadurch haben sich neue M\u00f6glichkeiten ergeben, und viele Unternehmen sagen heute: \u201eDas k\u00f6nnen wir inzwischen auch hier herstellen.\u201c<\/p>\n
Eine weitere [Herausforderung] ist, dass wir unsere eigenen Nanomaterialien entwickeln und produzieren. Diese in gro\u00dfem Ma\u00dfstab herzustellen, ist aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften nicht einfach. Genau die Eigenschaften, die Nanomaterialien so interessant machen, erschweren oft auch ihre Verarbeitung.<\/p>\n
<\/p>\n
3D-gedruckte Batterien k\u00f6nnen unter anderem in Drohnen, Verteidigungsanwendungen, KI-Wearables, medizinischen Ger\u00e4ten und vielen weiteren Bereichen eingesetzt werden.<\/p><\/div>\n
3DN: M\u00f6chten Sie unseren Leser:innen zum Abschluss noch etwas mit auf den Weg geben?<\/h2>\n
Ich bin ein gro\u00dfer Fan des 3D-Drucks und habe mich schon immer f\u00fcr diese Technologie begeistert. Meiner Meinung nach sollte 3D-Druck schon in der Schule st\u00e4rker thematisiert werden. Au\u00dferdem bin ich \u00fcberzeugt, dass m\u00f6glichst viele Menschen Zugang zu 3D-Druckern haben sollten, weil sie den Alltag in vielerlei Hinsicht bereichern k\u00f6nnen. Mich interessiert vor allem, herauszufinden, was mit 3D-Druck alles m\u00f6glich ist. Wir beginnen mit Batterien, m\u00f6chten uns in Zukunft aber auch anderen Materialien und weiteren Anwendungen widmen.<\/p>\n
Was ist Ihre Meinung zum Unternehmen MATERIAL? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/span><\/a>\u202foder\u202f<\/span>LinkedIN <\/span><\/a>mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u202f<\/span>w\u00f6chentlichen Newsletter<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n
*Bild: MATERIAL<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Seit Jahrzehnten gilt in der Hardwareentwicklung dieselbe Regel: Das Produkt muss sich der Batterie anpassen. Ob Drohne oder Smartphone \u2013 Ingenieur:innen mussten ihre Produkte bislang an die starren Vorgaben herk\u00f6mmlicher Batteriezellen anpassen und dabei h\u00e4ufig Abstriche bei Gewicht, Platznutzung und…<\/p>\n","protected":false},"author":6110,"featured_media":65802,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[49,8,10],"tags":[],"class_list":["post-65801","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktuelles","category-business","category-interviews"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/65801","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6110"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=65801"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/65801\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":65805,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/65801\/revisions\/65805"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/65802"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=65801"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=65801"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=65801"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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