Вчені вперше надрукували електромагніт на майже звичайному 3D-принтері

Інженери Массачусетського технологічного інституту надрукували на 3D-принтері електромагніти (соленоїди), що лежать в основі багатьох пристроїв. Оскільки електромагніти входять до складу безлічі електронних приладів, технологія може революціонізувати виробництво електроніки на Землі та в космосі.

Уявіть собі, що можна створити, наприклад, повністю готовий апарат для діалізу, використовуючи лише 3D-принтер. Це відіграє важливу роль на Землі, де далеко не всі і не скрізь мають доступ до подібного медичного обладнання, а також стане безцінним для космосу, де вибору матеріалів, запчастин та обладнання практично не буде. Дослідники з MIT ще далекі від універсального рішення, однак вони зробили важливий крок у потрібному напрямку та обіцяють продовжити рух до наміченої мети.

Соленоїди та електромагніти — котушки з намотаним навколо сердечника дротом, є фундаментальними будівельними блоками багатьох електронних пристроїв, від апаратів для діалізу та штучної вентиляції легень до пральних та посудомийних машин. Група інженерів MIT модифікувала комерційний 3D-принтер із кількома екструдерами, щоб він зміг друк об’ємних електромагнітів за один цикл друку. Друк цільного виробу дозволить уникнути помилок під час збирання, якщо електромагніти друкувати частинами.

Вченим довелося модернізувати екструдери та навчитися регулювати температуру кожного з них. Температура плавлення всіх чотирьох компонентів майбутнього електромагніту була різною і важливо було не допустити розтікання вже надрукованого матеріалу. Для друку струмопровідного дроту використано пластик з вкрапленнями металу. Сердечник друкувався з двох видів пластику із вкрапленнями магнітом’якого матеріалу, один з яких подавався у вигляді гранул, а не нитки. Діелектриком, що пошарово ізолює витки, був звичайний пластик.

У ході експериментів інженери навчилися друкувати електромагніт із вісьма шарами намотування, де провід друкувався по спіралі. Досліди показали, що надрукований таким чином електромагніт діаметром 25 мм показав втричі сильніше магнітне поле, ніж інші надруковані 3D-принтерами електромагніти.

«Деякі фахівці дивляться на них [на екструзійні 3D-принтери] звисока, тому що вони прості і не мають великої кількості наворотів, але екструзія — це один з дуже небагатьох методів, що дозволяють виконувати багатошаровий монолітний друк», — заявили автори роботи. Модернізований для друку електромагнітів принтер коштував дослідникам $4000. Але завдяки отриманому досвіду надалі вони стануть набагато дешевшими.