Eine 557 Quadratmeter große Einrichtung auf dem Campus der University of Colorado in Boulder spielt eine Vorreiterrolle bei der Nutzung von Multimaterial-3D-Druck für die Gestaltung von Robotern. Das Zentrum, das von Professor Rob MacCurdy zusammen mit drei anderen Maschinenbau-Professoren gegründet wurde, umfasst ein Team aus Doktoranden, Master- und Bachelorstudenten. Sie versuchen, den Multimaterialdruck zu verbessern, um Roboter mit weitergehenden Funktionen zu entwerfen. Professor MacCurdy nutzt die 3D-Drucker von Stratasys schon seit Jahren für Innovationen im Maschinenbau. Zurzeit versucht er jedoch, unterschiedlicher Materialien zu kombinieren, um komplexe Strukturen und Funktionen seiner 3D-Druck-Roboter per 3D-Druck zu fertigen.
Weiterhin arbeitet MacCurdy an der Erstellung einzelner medizinischer Modelle, mit deren Hilfe Chirurgen besser verstehen, welche Körperform und -struktur die jeweiligen Patienten haben. Die Verwendung dieser Modelle für die präoperative Planung verbessert die Ergebnisse für den Patienten, da die Genesungszeit verkürzt und die Kosten durch die Verkürzung der Verfahren gesenkt werden.
Viele Forscher und Innovationszentren stehen vor ähnlichen Herausforderungen. Sie versuchen, den additiven Fertigungsprozess flexibler und präziser zu steuern. Fortgeschrittene Nutzer finden aber oft, dass die auf dem Markt erhältlichen Instrumente nur sehr begrenzte Möglichkeiten bieten. Stratasys veröffentlicht ein Forschungspaket, damit Nutzer mit innovativen Zielen die gewünschten Instrumente und Möglichkeiten haben, um diese Ideen mit ihren 3D-Druckern umzusetzen.
„Viele 3D-Druck-Hersteller gehen in diese Richtung. Die PolyJet-Drucker von Stratasys bieten jedoch mehr Materialkanäle und durch die Einführung verschiedenster Materialien – einschließlich flüssiger Materialien – kann man diese 3D-gedruckten Bauteile realitätstreuer drucken. Wir sind auch Vorreiter bei der Suche nach Möglichkeiten zur Änderung der Materialeigenschaften, um realitätstreue mechanische Modelle für die Vorbereitung von Operationen zu fertigen“, sagt MacCurdy.
Robert MacCurdy hat sehr erfolgreich vollständig 3D-gedruckte Roboter mit Hydraulikantrieb entwickelt. Die Nutzung von Flüssigkeiten erleichtert den mechanischen Betrieb. Bei der Herstellung flexibler Strukturen aus mehreren Materialien mit additiver Fertigung konnte das Labor erfolgreich eine Kombination aus festen und flüssigen Materialien nutzen. Dabei wird die Flüssigkeit nicht zu einem späteren Zeitpunkt hinzugefügt, sondern vom Drucker selbst gedruckt.
„Das ist eine wesentliche Komponente dieses speziellen Roboters, da wir die Flüssigkeit nicht im Nachhinein hinzufügen können”, erläutert Professor MacCurdy. „Wir hätten einfach keinen Zugang zu allen Ecken und Ritzen dieses Designs.“ Wir drucken das feste und flüssige Material gleichzeitig. Wenn diese Roboter aus dem Drucker kommen, können sie daher sofort in Betrieb genommen werden. Die flüssigen Bereiche sind dabei Bestandteil der Antriebsstrategie.
