Напечатанные на 3D-принтере «умные» детали сообщат о повреждениях и износе

Ключевой аспект инновации — технология робокастинг или direct-write. Этот метод подразумевает подачу полужидких металлических «чернил» из небольшой печатной головки, которая перемещается по платформе. Таким образом, трехмерная конструкция производится за счет послойного выкладывания необходимой формы. Именно эта технология помогла ученым выложить тонкие линии серебряного проводника одновременно с 3D-печатью деталей.

В ходе производства исследователи встроили в детали параллельные линии серебряного материала с маленькими напечатанными на 3D-принтере резисторами — под напряжением они замыкаются в сеть. В каждый слой встроены новые линии со своими показателями напряжения — таким образом, износ или повреждение детали приводят к стачиванию слоев и разрыву сети. Инженеры могут оценить возможный ущерб, анализируя показатели напряжения в реальном времени, не разбирая систему. Ученым удалось встроить линии сенсоров толщиной всего 15 микрон, с расстоянием 50 микрон между линиями — такие параметры позволяют с легкостью определять даже минимальные повреждения. Создание высокоточного сенсора — непростая задача, поэтому ученым пришлось оптимизировать чернила с содержанием серебра для 3D-печати. Команда подала заявку на патент разработки.

Исследователи также применили технологию direct-write для производства сложных магнитов. Существующие способы 3D-печати магнитов связаны с обработкой при высокой температуре, что ухудшает магнитные свойства материала. Ученые выбрали обработку ультрафиолетом при низкой температуре — подобный способ используют в стоматологии. Полученные магниты по своим свойствам существенно превосходят модели, напечатанные на 3D-принтере другими методами.