Onderzoekers hebben een manier gevonden om een veelvoorkomend probleem van goedkope 3D-printers te gebruiken om zelfvouwende voorwerpen te maken.
Voor een paar honderd euro, heb je er al een in huis, een 3D-printer. Met de bijbehorende software, kan zelfs de ‘niet-computerexpert’ tegenwoordig leuke ontwerpjes maken. Natuurlijk werken de goedkope 3D-printers niet altijd even goed als hun peperdure tegenhangers. Toch wisten knappe koppen van de Carnegie Mellon University (CMU) in de VS er raad mee.
Vervormen
Met behulp van een continue ‘draad’ hittegevoelig plastic, bouwt een (goedkope) 3D-printer voorwerpen laagje voor laagje op. Als deze voorwerpen hard worden, vervormen ze vaak een beetje. Deze warpage wordt veroorzaakt doordat de interne spanning van het plastic bij het afkoelen, verdwijnt.
Onderzoekers aan de CMU hebben een techniek ontwikkeld waarmee ze deze vervorming in hun voordeel kunnen laten werken. Bij de zogenaamde ‘Themorph-techniek’, worden platte vellen geprint met behulp van twee typen thermoplastic – één gevoelig, en één ongevoelig voor vervorming. Afhankelijk van het gewenste eindproduct, berekent de bijbehorende software waar, hoe snel, en in welke verhoudingen de twee plastics worden gebruikt. Het eindresultaat is een vel plastic dat bij verwarming op precies de juiste plekken vervormd en zichzelf zo vouwt tot het gewenste voorwerp.
Goedkoop
Behalve dat de Thermorph-techniek het warpage probleem oplost, is het volgens de onderzoekers ook sneller en goedkoper dan het eindproduct direct te printen. Bovendien nemen de nog ongevouwen prints veel minder ruimte in beslag, waardoor ook opslag en vervoer een stuk gemakkelijker wordt.
Het proces, hoewel het nu enkel nog gebruikt wordt voor kleine voorwerpen, zou ook toegepast kunnen worden bij het produceren van grotere objecten zoals stoelen, die vervolgens met een hittepistool gevormd zou kunnen worden. Maar daar blijft het volgens de bedenkers niet bij. In de toekomst zouden er, met de juiste, sterke materialen, zelfs boten en satellieten via dit proces gemaakt kunnen worden.
Bronnen: New Atlas, Carnegie Mellon University. Beeld: Carnegie Mellon University
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!