Forscher drucken Bauteile mit Fomgedächtnis im 3D-Drucker

Es gibt Brillen, die, versehentlich verbogen, zu ihrer alten Form zurückfinden, wenn sie der warme Strahl des Haarföhns trifft. Sie sind aus Gedächtnismetall, einem Material, dessen Moleküle sich ihren alten Platz suchen, wenn es warm wird. US-Forschern ist es jetzt gelungen, Bauteile mit Formgedächtnis einfach zu drucken. Das Grundmaterial ist Silikon, das aus dem Sanitärbereich als Fugendichtmasse bekannt ist. Das Team um Amanda Wu, Ward Small und Taylor Bryson vom Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien hat der Silikontinte, die in den Drucker gefüllt wird, winzige Kunststoffkügelchen beigemischt, die mit einem Gas gefüllt sind. Wird das fertige Bauteil verformt, verharrt es in dieser Gestalt, bis es erwärmt wird. In diesem Fall ist es jedoch nicht das Erinnerungsvermögen der einzelnen Moleküle und Atome, die Verformung rückgängig machen, sondern die Mikroballons. Beim Erwärmen dehnt sich das darin enthaltene Gas aus und bringt die Silikonmasse wieder in Form. „Wir sahen keine verzerrten, sondern absolut identische Strukturen“, freut sich Wu.

Perfekt angepasste Fußbetten

Aus dem neuartigen Material könnten beispielsweise perfekt angepasste Fußbetten für Schuhe oder Einlagen für Schutzhelme hergestellt werden. Erst durch die Körperwärme erreichen sie ihre Sollform. Geeignet ist es auch als Absorber für Stöße, etwa als Aufprallschutz. Durch die Verformung wird Energie umgewandelt. Die alte Form – und die alten Funktionalität – lässt sich wiederum durch Erwärmen herstellen.

Ideal für Kinder

Die entscheidende Innovation ist der Einsatz der Mikroballons. Das macht die Technik unabhängig vom Material – bisherige Gedächtnismetalle und -kunststoffe funktionieren nur, wenn sie aus bestimmten Materialien bestehen. Mit den kleinen Ballons könne fast jedes Material mit einem Gedächtnis ausgestattet werden, selbst dehnbares wie Gummi.

Gerade für Kinder, die ja noch wachsen, könnte das Material hilfreich sein. Wird der Fuß ein bisschen größer lässt sich die Einlage neu programmieren, sodass sie sich wieder perfekt an den Fuß schmiegt. Genau das gleiche gilt für den Aufprallschutz im Schutzhelm.

via Lawrence Livermore National Laboratory

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