Innovative Strickmaschine von Cornell und Carnegie Mellon revolutioniert 3D-Drucktechnik

Ein Forschungsteam der Cornell University und der Carnegie Mellon University hat Fortschritte in der 3D-Drucktechnologie erzielt, indem es eine neuartige Strickmaschine entwickelt hat. Diese Maschine ermöglicht das Herstellen beliebiger fester dreidimensionaler Strukturen durch horizontale Lagen von Maschen. Ein besonderes Merkmal ist die Fähigkeit, unterschiedliche Steifigkeiten in den erstellten 3D-Objekten an verschiedenen Stellen zu realisieren. Die Idee stammt aus einem privaten Projekt zweier Forscher, einem Professor für Informationswissenschaft und seinem Sohn, einem Studenten der Cornell Engineering. Während der Covid-19-Pandemie entwickelten sie im heimischen Keller eine Strickmaschine mit einfachen Garnen zur Herstellung von 3D-Objekten mit variabler Festigkeit. Dieses Konzept wurde in Zusammenarbeit mit weiteren Forschern weiterentwickelt und detailliert in einer Studie beschrieben, die in einem Fachjournal veröffentlicht wurde.

Zentrales Element der Maschine ist ein Block aus Nadeln, deren Konstruktion einzigartig ist: Jede Nadel hat ein symmetrisches Doppelhaken-Design, das unabhängig voneinander bewegt werden kann. Diese speziell gedruckten Nadeln sind mit Stützrohren verbunden. Durch dieses System können Maschen beidseitig hinzugefügt werden, was Flexibilität bietet. Zudem ermöglicht die Konstruktion das Erstellen von 3D-Objekten mit variabler Festigkeit durch gezielte Anpassung der Maschenstruktur.

Parallel zur Maschine wurde eine Software mit einer umfangreichen Code-Bibliothek für verschiedene Maschenarten entwickelt. Diese ermöglicht individuelle Programme für jedes gewünschte Objekt, um Präzision und Kontrolle zu erreichen. Der Prototyp liefert bereits Ergebnisse, aber Optimierungspotenzial besteht. Herausforderungen wie Maschenabwurf oder Garnverheddern sollen in zukünftigen Entwicklungsphasen gelöst werden. Ein Ausbau des Nadelblocks mit mehr Nadeln ist geplant, um komplexere Strukturen zu ermöglichen. Die Anwendungsbereiche liegen vor allem im medizinischen Bereich, wo die Möglichkeit, künstliche Bänder oder Venen aus Garn zu stricken, neue Perspektiven in der regenerativen Medizin und Chirurgie eröffnet. Dieses Strickverfahren könnte somit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung medizinischer Lösungen leisten.

Schlagwörter: Cornell University + Carnegie Mellon + Cornell Engineering

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