Abo
  • IT-Karriere:

Tensegrity: Forscher stellen komplexe Strukturen per 4D-Druck her

Ein kleines Päckchen, das sich unter Sonneneinstrahlung in ein großes, stabiles Bauteil verwandelt: US-Forscher haben ein Verfahren entwickelt, um komplexe Strukturen als Faltbausatz herzustellen. Es könnte in der Raumfahrt eingesetzt werden.

Artikel veröffentlicht am ,
4D-gedruckte Tensegrity-Struktur: Die Streben können sich verheddern.
4D-gedruckte Tensegrity-Struktur: Die Streben können sich verheddern. (Bild: Rob Felt/Georgia Tech)

Komplexe Strukturen, geringes Gewicht und Packmaß: Forscher in den USA haben eine Methode entwickelt, um Objekte mit komplexen Formen herzustellen, die sich zusammenlegen lassen. Durch einen äußeren Stimulus wie Wärme nehmen die Gegenstände ihre eigentliche Form an.

Stellenmarkt
  1. Diehl Connectivity Solutions GmbH, Wangen im Allgäu / Nürnberg
  2. Universal Music GmbH, Berlin

Die Objekte, die die Forscher vom Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) ersonnen haben, bestehen aus Streben aus einem Kunststoff mit Formgedächtnis (Shape Memory Polymer, SMP) und elastischen Kabeln, die beide mit dem 3D-Drucker aufgebaut werden. Die Streben sind hohl und haben an einer Seite der Länge nach eine schmale Öffnung. Das ermöglicht, dass sie gefaltet werden können. Die Streben sind über die Kabel miteinander verbunden.

Das gefaltete Objekt ergibt eine Tensegrity-Struktur

Wenn die Streben erhitzt werden, falten sie sich in die vorgesehene Form. Die behalten sie auch dann bei, wenn die Streben wieder abgekühlt werden. Sie bilden dann eine Tensegrity-Struktur. Das ist leichtes, aber stabiles Stabwerk, dessen Stäbe durch Zugelemente - in dem Fall die 3D-gedruckten Kabel - verbunden sind.

Damit die gefalteten Streben die vorgesehene Form einnehmen können, ist es wichtig, das Maß und die Geschwindigkeit des Entfaltens genau zu steuern. Das geht über die Temperatur, auf die die verschiedenen SMPs reagieren - darüber lässt sich regeln, wie schnell eine Strebe sich ausdehnt.

Die Ausdehnung wird über die Temperatur gesteuert

"Wenn man bei größeren und komplizierten Strukturen nicht den Ablauf steuert, wie sich diese Streben ausdehnen, verheddern sie sich, und es kommt ein Durcheinander heraus", sagt Glaucio Paulino. Über die Regelung der Temperatur lasse sich der Ablauf steuern und so das Durcheinander verhindern.

Ein solches Verfahren wird 4D-Druck genannt: Ein Objekt aus dem 3D-Drucker ändert unter bestimmten Bedingungen seine Form. Einer der Pioniere auf dem Gebiet ist Skylar Tibbits vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). Seine 3D-gedruckten Objekte ändern ihre Form, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommen. Auch die Forscher vom Georgia Tech um Jerry Qi befassen sich schon länger mit dieser Technik. Ihre aktuelle Entwicklung stellen sie in der Fachzeitschrift Scientific Reports vor.

Anwendungen für die Technik gebe es viele, sagen die Forscher. In der Raumfahrt beispielsweise: "Wir glauben, dass man eine Antenne bauen könnte, die zunächst komprimiert ist und wenig Platz einnimmt", sagt Qi. "Sobald sie aber erwärmt wird, beispielsweise durch die Wärme der Sonne, entfaltet sie sich zu voller Größe." Aber auch in der Medizin oder in der Robotik könnten solche Objekte eingesetzt werden.



Anzeige
Top-Angebote
  1. (u. a. Sandisk 512-GB-SSD für 55,00€, WD Elements Exclusive Edition 2 TB für 59,00€ und Abend...
  2. 31,99€
  3. 139,00€ (Bestpreis!)
  4. (aktuell u. a. Speedlink Velator Gaming-Tastatur für 9,99€, Deepcool New Ark Gehäuse für 249...

Ovaron 22. Jun 2017

Korrekt. Das war wirklich nur meine Meinung. In meinen Augen ist es sowas wie...

MüllerWilly 21. Jun 2017

Gestern wurde so etwas getestet. Nicht im Hype des 3D-Druckers. Und auch nicht bin...

M.P. 21. Jun 2017

Ich habe beim manchem Ikea Möbelstück auch schon 5 Dosenbier gebraucht, bis es fertig...


Folgen Sie uns
       


Möve Franklin E-Fly Komfort Pedelec - Test

Ein Pedelec, zwei Technologien: geht das gut?

Möve Franklin E-Fly Komfort Pedelec - Test Video aufrufen
Party like it's 1999: Die 510 letzten Tage von Sega
Party like it's 1999
Die 510 letzten Tage von Sega

Golem retro_ Am 9.9.1999 kam in den USA mit der Sega Dreamcast die letzte Spielkonsole der 90er Jahre auf den Markt. Es sollte auch die letzte Spielkonsole von Sega werden. Aber das wusste zu diesem Zeitpunkt noch niemand.
Von Martin Wolf


    Surface Hub 2S angesehen: Das Surface Hub, das auch in kleine Meeting-Räume passt
    Surface Hub 2S angesehen
    Das Surface Hub, das auch in kleine Meeting-Räume passt

    Ifa 2019 Präsentationen teilen, Tabellen bearbeiten oder gemeinsam auf dem Whiteboard skizzieren: Das Surface Hub 2S ist eine sichtbare Weiterentwicklung des doch recht klobigen Vorgängers. Und Microsofts Pläne sind noch ambitionierter.
    Ein Hands on von Oliver Nickel

    1. Microsoft Nutzer berichten von defektem WLAN nach Surface-Update
    2. Surface Microsofts Dual-Screen-Gerät hat zwei 9-Zoll-Bildschirme
    3. Centaurus Microsoft zeigt intern ein Surface-Gerät mit zwei Displays

    Mobile-Games-Auslese: Superheld und Schlapphutträger zu Besuch im Smartphone
    Mobile-Games-Auslese
    Superheld und Schlapphutträger zu Besuch im Smartphone

    Markus Fenix aus Gears of War kämpft in Gears Pop gegen fiese (Knuddel-)Aliens und der Typ in Tombshaft erinnert an Indiana Jones: In Mobile Games tummelt sich derzeit echte und falsche Prominenz.
    Von Rainer Sigl

    1. Mobile-Games-Auslese Verdrehte Räume und verrückte Zombies für unterwegs
    2. Dr. Mario World im Test Spielspaß für Privatpatienten
    3. Mobile-Games-Auslese Ein Wunderjunge und dreimal kostenloser Mobilspaß

      •  /