Інженери зі США модифікували багатокомпонентний 3D-принтер, щоб він міг друкувати тривимірні соленоїди в один етап, нашаровуючи надтонкі кільця трьох різних матеріалів. Як демонстрацію своїх можливостей вони виготовили соленоїд діаметром 3 см, надрукувавши його навколо м’якого магнітного сердечника, шари якого перемежовуються тонкими шарами діелектрика. Технологія скорочує час виробництва та кількість відходів, дозволяє виготовляти необхідне обладнання там, де його важко дістати.
Соленоїди, котушка з дроту, намотаного на магніт, це фундаментальний будматеріал багатьох електронних апаратів, що виконує функцію електроприводу в пральних та посудомийних машинах, апаратах діалізу та квиткових касах. Він генерує магнітне поле, коли крізь нього проходить електричний струм.
Адитивні технології дозволяють виготовити соленоїди практично будь-яких розмірів та форм. Однак створення тонких шарів із різних матеріалів часто вимагає використання кількох принтерів по черзі. Це незручно, довго та неекономічно, пише MIT News.
Інженери MIT модифікували екструзійний 3D-принтер із чотирма головками, кожна з яких відповідала за свій тип матеріалу. Вони використовували два м’які магнітні матеріали, один на основі біорозкладного термопластику, другий на основі нейлону. Ще одна головка приймала нейлонний матеріал у вигляді гранул, оскільки його неможливо отримати у вигляді філаменту. Проблему забивання фільєри було вирішено вентиляцією.
Новий метод друку дозволяє створювати тривимірні пристрої з восьми шарів, нашаровуючи провідні та ізолюючі матеріали навколо серцевини, як гвинтові сходи. Чим більше шарів, тим більше магнітне поле соленоїда. В результаті нові соленоїди витримують вдвічі більшу силу струму (до 60 мА) і створюють утричі більшу магнітну силу, ніж інші 3D-принтери.
Розрахункова вартість покращеного принтера становила приблизно 4000 доларів США.