Žádné šroubky ani složitá montáž elektrokol: Revoluční motor vyjede z 3D tiskárny za pár korun

Jak se tiskne motor v jednom kuse?

Tým vědců z Massachusettského technologického institutu (MIT) upravil 3D tiskárnu tak, aby disponovala čtyřmi tryskami. Ty si poradí s pěti specifickými materiály: vodivým stříbrným inkoustem pro přenos proudu, magnetickými polymerovými směsmi pro vytvoření magnetického pole a izolačním plastem, který tvoří strukturální kostru celého stroje. 

Tisk probíhá postupně vrstvu po vrstvě, kdy se střídají roztavená vlákna s tlakově nanášenými inkousty. Jediným dalším nutným krokem po dokončení tisku zůstává magnetizace určitých částí, ale i tento proces chtějí vědci v budoucnu integrovat přímo do výroby.

Největší oříšek představovalo sladění materiálů s různými nároky na teplo. Zatímco plasty vyžadují vysoké teploty, vodivé inkousty jsou na horko velmi citlivé. Výzkumníci proto museli vyvinout speciální řídicí systém, který pohyb trysek a teplotu v reálném čase přesně koordinuje.

Místo otáčení zatím jen pohyb vpřed a vzad

Výsledkem tohoto 3D procesu je lineární motor. Na rozdíl od klasických rotačních motorů tento generuje přímý pohyb. Své uplatnění tak najde především v robotice nebo u automatizovaných dopravníků. Přestože produkuje mnohem větší sílu než srovnatelné hydraulické pohony, pro elektrokola, která vyžadují rotaci k pohonu kol, zatím přímo použitelný není. Základní princip je však přenositelný i na rotační systémy, což je pro vědecký tým dalším logickým cílem výzkumu.

Blíží se revoluce v pohonech elektrokol?

I když si motor pro elektrokola zatím sami nevytisknete, technologie 3D tisku se v cyklistice začíná prosazovat čím dál víc. Některé firmy už experimentují s tištěným měděným vinutím, které nabízí mnohem vyšší hustotu výkonu, nebo integrují tištěné komponenty přímo do středových pohonů. 

Existují už i modely kol s tištěnými rámy, které dokazují, že tento způsob výroby v cyklistice skutečně funguje. Hlavní výzvou nyní zůstává, jak dosáhnout stejné efektivity a odolnosti, jakou nabízejí klasicky vyráběné motory, a přitom udržet nízkou cenu.

Nová technologie je navíc velmi zajímavá i pro vesmírný průmysl. Díky extrémně nízké hmotnosti a minimálním nákladům by tyto motory mohly pohánět specifické systémy v satelitech nebo jiných vesmírných zařízeních.

Zlevní elektrokola?

Největším lákadlem jsou bezesporu směšné náklady na materiál a rychlost výroby. Možnost vytisknout si elektromotor přesně na míru bez nutnosti následné montáže by mohla zcela změnit pravidla v elektromobilitě. 

Je ale fér přiznat, že uváděná částka 50 centů zahrnuje pouze materiál a nepočítá s cenou samotné tiskárny nebo spotřebovanou energií. 

Aktuálně je největší překážkou lineární design a potřeba dotažení procesu magnetizace přímo během tisku. Pokud se však podaří tyto detaily doladit, můžeme se těšit na éru skutečně dostupných a snadno přizpůsobitelných motorů.

Zdroj: Virtual and Physical Prototyping, Universe Magazine