Montag, Oktober 18, 2021
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Intelligenter 3D Druck? So werden Objekte zu „Denkern“

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Der 3D Druck befindet sich weiterhin auf dem Vormarsch. Während er zu Beginn vor allem für Spielereien genutzt wurde, ist er heute ein effektives Produkt für unterschiedlichste Vorhaben. So haben Ingenieure beispielsweise ein Verfahren entwickelt, mit dem sich intelligente Objekte drucken lassen. Diese Gegenstände sehen mitunter nicht nur interessant aus, sondern verstehen, wie die Anwender mit ihnen interagieren.

Sensoren im 3D Druck: Ein Schritt in Richtung Zukunft

Ingenieurinnen und Ingenieure des Massachusetts Insitute of Technology (MIT) haben es geschafft, ihre Kollegen zu begeistern: Eine neue Technologie für den 3D Druck ermöglicht es, Sensoren direkt in das gedruckte Objekt zu integrieren. Das könnte die Zukunft von Möbeln, Joysticks oder Handheld-Controllern gänzlich verändern. Der Grund dafür: Ein Sensor kann erkennen, dass eine Kraft auf ihn einwirkt. Daraus lässt sich ein Signal generieren, dass sich für die weitere Verarbeitung von Informationen nutzen lässt. Es ist also ein wichtiger Schritt in die Richtung intelligenter Gegenstände. Für weitere Informationen lohnt es sich, die Website zu besuchen, die genaue Details zu den Forschungsergebnissen preisgibt.

Wie funktionieren intelligente Objekte?

Damit ein Objekt aus einem 3D Drucker intelligent wird, sind Elektrode notwendig. Diese werden in Strukturen aus Metamaterialien integriert. Dabei handelt es sich um künstliche Werkstoffe, die sich durch besondere Eigenschaften auszeichnen: Sie können optisch, elektronisch oder magnetisch sein. Zusätzlich bestehen sie aus mikroskopisch kleinen und periodischen Strukturen, die für den 3D Drucker genutzt werden. Eine zusätzliche Bearbeitungssoftware hilft den Ingenieuren dabei, diese interaktiven Geräte zu erschaffen. Diese Bearbeitung, die zusätzlich zum 3D Drucker notwendig ist, ermöglicht es, den Mechanismus den Bedürfnissen der anschließenden Anwender anzupassen.

Der 3D Druck basiert auf Elektroden

Das netzwerkartige Gitter der Metamaterialien hat alle wichtigen Eigenschaften, die für ein intelligentes Druck-Erzeugnis notwendig sind: Es kann sich dehnen, lässt sich zusammendrücken und bleibt in seinen inneren Zellen dennoch flexibel. Durch die Integration von leitendem Filament in Kombination mit nicht leitendem Material können die gewünschten Reize übermittelt werden.

Aber was bedeutet das eigentlich konkret? Sobald ein Anwender auf diesen Mechanismus Kraft auf den Gegenstand aus dem 3D Drucker ausübt, bewegen sich die einzelnen Zellen. Das kann beispielsweise eine einfache Bewegung in eine bestimmte Richtung sein. Das Objekt leitet diesen Reiz weiter. Durch diese Übertragung ist es mithilfe kapazitiver Sensoren möglich, die entstandenen Abweichungen zu messen und das gewünschte Signal zu übertragen.

Intelligente Objekte zu Hause drucken?

Obwohl das Verfahren sich als bewährt erwiesen hat, handelt es sich aktuell noch immer um ein Forschungsprojekt. Das bedeutet, die gewünschten intelligenten Gegenstände lassen sich nicht am heimischen 3D Drucker herstellen. Neben den richtigen Materialien ist eine spezielle Software notwendig, die dazu beiträgt, dass die erzeugten Signale wie gewünscht weiterverarbeitet werden können. Ob sich solche Objekte jemals zu Hause auf dem 3D Drucker drucken lassen, bleibt abzuwarten.

Trotzdem handelt es sich um ein spannendes und zukunftsweisendes Verfahren. Denn alleine die leitenden Wände tragen dazu bei, die Reize zu übertragen. Andere elektronische Bestandteile geraten dabei in den Hintergrund – denn die Sensoren und Elektroden können ihre Aufgabe zuverlässig übernehmen. Bislang wurde diese Technik für das bekannte PAC-MAN-Spiel genutzt, aber auch für die Handhabung flexibler Tasten von Musik-Controllern. In beiden Fällen haben die Ergebnisse gezeigt, dass Verbraucher sich viel von dieser Technologie versprechen können. Auch die Designer profitieren davon: Mit der Methode für den 3D Drucker ist es möglich, individuelle und flexible Eingabegeräte zu erzeugen und gemäß den Anforderungen zu optimieren.

Foto: © Phonlamaiphoto@adobe.com

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