Електродвигун за ціною кави: MIT навчили 3D-принтер друкувати мотори «під ключ»
Поки домашні 3D-принтери здебільшого зайняті виробництвом пластикового мотлоху, сувенірів та фігурок супергероїв, у Массачусетському технологічному інституті (MIT) вирішили, що пора переходити до серйозних справ. Дослідники представили систему, яка здатна друкувати повністю функціональні електродвигуни за один захід. Це не просто чергова спроба зробити «корпус для мотора», а повноцінне створення складного пристрою, де провідники, магніти та ізоляція стають єдиним цілим без жодного втручання людини з викруткою.
П’ять матеріалів в одному соплі
Головна проблема сучасного 3D-друку — обмеженість у виборі сировини. Більшість споживчих та навіть промислових принтерів вміють перемикатися максимум між двома типами пластику. Система, розроблена в лабораторії CSAIL MIT, працює одночасно з п’ятьма матеріалами. Це дозволяє в межах одного циклу друку комбінувати магніти, гнучкі полімери, діелектрики для надійної ізоляції та електропровідні матеріали для формування обмотки.
Замість того, щоб збирати двигун із окремих деталей, принтер вибудовує його пошарово, інтегруючи мідні (або аналогічні за провідністю) доріжки безпосередньо в структуру. В ході експерименту вченим вдалося надрукувати лінійний двигун всього за три години. Після того, як пристрій «вийшов» із принтера, знадобилася лише коротка процедура намагнічування, щоб він почав рухатися. Жодних складних складальних ліній чи ручної праці.
Економіка та ефективність «на колінці»
Найбільш вражаючим у цій історії є фінансовий аспект. Собівартість матеріалів для одного такого двигуна склала лише 0.5$ (22 грн). Це відкриває двері для масового виробництва дешевої електроніки та робототехніки буквально в домашніх умовах або на невеликих локальних майстернях. Лабораторні тести продемонстрували, що такий «швидкий» мотор працює не гірше за заводські аналоги, а в деяких сценаріях навіть показує вищу ефективність завдяки точнішій геометрії внутрішніх компонентів, яку важко досягти традиційним литтям чи штампуванням.
Це досягнення ставить під сумнів необхідність гігантських заводів для виробництва простих компонентів. Якщо раніше для створення кастомного двигуна під конкретне завдання потрібно було замовляти партію в Китаї та чекати тижнями, то тепер достатньо завантажити модель у принтер. Поки великі корпорації на кшталт Philips лише починають пропонувати користувачам компоненти 3D-друку для бритв, науковці з MIT вже фактично друкують серце будь-якого сучасного пристрою — його силовий агрегат.
Звісно, до появи потужних двигунів для електромобілів, надрукованих на домашньому принтері, ще далеко. Однак для дрібної побутової техніки, дронів та медичних протезів ця технологія може стати справжнім поштовхом. Головне тепер — знайти, де купити ті самі п'ять видів «чорнил» за адекватною ціною.
