(Pu Zhang) Soweit wir wissen, sind Flüssigmetallroboter aus der Zukunft noch nicht aufgetaucht. Aber neue Forschungen zu Legierungen und Gittermaterialien zeigen, wie flüssige Metallformen durch Wärme verformt und umgeformt werden können.
Forscher haben eine Methode zum Einwickeln entwickelt Field-Legierung – eine Mischung aus Wismut, Indium und Zinn – in einem Gitter oder einer Hülle aus gummiartigem Material Elastomere , was dem flüssigen Metall einige nützliche zusätzliche Eigenschaften verleiht.
Insbesondere die Gitterkombination aus flüssigem Metall und Elastomer kann nach dem Erhitzen verformt werden und nach erneutem Erhitzen wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren: nicht gerade ein Roboter, der aus einer Lavagrube steigt, aber die gleiche Idee.
(Pu Zhang)
„Wir haben über ein halbes Jahr an der Entwicklung dieses Herstellungsverfahrens gearbeitet, da dieses neue Gittermaterial sehr schwer zu verarbeiten ist“, sagt Maschinenbauingenieur Pu Zhang von der Binghamton University. „Man muss die besten Materialien und Verarbeitungsparameter finden.“
„Ohne die Hülle geht es nicht, denn das flüssige Metall fließt weg.“ „Das Schalenskelett steuert die Gesamtform und -integrität, sodass das flüssige Metall selbst in den Kanälen eingeschlossen werden kann.“
Fields Legierung hat einen relativ niedrigen Schmelzpunkt von 62 Grad Celsius (bzw. 144 Grad Fahrenheit) und wird auf vielfältige Weise verwendet – beispielsweise als nukleares Kühlmittel. Dabei kann es sich mit Hilfe der Polymerhülle an seine ursprüngliche Form „erinnern“.
Die Schale wurde mithilfe eines sorgfältig abgestimmten Hybridfertigungsverfahrens hergestellt, das 3D-Druck, Vakuumguss usw. umfasst Schutzlack (Schützt die Elektronik vor Feuchtigkeit, Staub, Chemikalien und extremen Temperaturen).
Diese Fähigkeit der Hülle, ihre ursprüngliche Form wiederherzustellen – und dabei das flüssige Metall mitzunehmen – könnte möglicherweise in einer Reihe von Bereichen eingesetzt werden, von der Robotik bis zur Raumfahrt.
(Pu Zhang)
„Ein Raumschiff könnte abstürzen, wenn es darauf landet der Mond oder Mars mit irgendeiner Wirkung,‘ sagt Zhang . „Normalerweise verwenden Ingenieure Aluminium oder Stahl, um die Kissenstrukturen herzustellen, aber nach der Landung auf dem Mond absorbiert das Metall die Energie und verformt sich.“ Es ist vorbei – Sie können es nur einmal verwenden.
„Mit der Legierung dieses Feldes kann man wie andere Metalle darauf prallen, es aber später erhitzen, um seine Form wiederherzustellen.“ Sie können es immer wieder verwenden.'
Das Team erstellte mehrere formwiederherstellende Prototypen, um die neue Struktur zu testen, darunter Buchstaben, Kugeln, Netze und Wabenmuster. Das Beste von allen war jedoch ein Zeiger aus flüssigem Metall, der bei Erwärmung nach unten gedrückt werden konnte und nach erneuter Erwärmung wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrte.
Jede Situation, in der ein starker und starrer Gegenstand zusammengepackt oder kompakter gemacht und dann wieder geöffnet werden muss, ist ein möglicher Anwendungsfall für das, was seine Hersteller als erstes Flüssigmetallgitter der Welt bezeichnen.
Im Rahmen des Projekts wird weiterhin an der Verbesserung der Struktur und der verwendeten Beschichtungsmaterialien gearbeitet. Das ultimative Ziel der Forscher ist es, ihre Erkenntnisse zur Entwicklung eines Flüssigmetallroboters zu nutzen. Das regt erneut zum Nachdenken an Terminator Filme und insbesondere den zweiten Teil der Serie – sagen Sie dem Team nur nicht, wie die Technologie eingesetzt wird.
„Um ehrlich zu sein, habe ich diesen Film noch nie gesehen!“ sagt Zhang .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Additive Fertigung .