MIT araştırmacıları, birden fazla fonksiyonel malzemeyle 3D baskının zorluklarının üstesinden gelerek saatler içinde elektrikli bir lineer motor ürettiler.
Yeni bir motoru yerinde üretmek daha kolay, daha hızlı ve daha ucuz olurdu, ancak elektrikli makinelerin üretimi genellikle özel ekipman ve karmaşık süreçler gerektiriyor; bu da üretimi birkaç üretim merkeziyle sınırlandırıyor.
Karmaşık cihazların üretimini demokratikleştirmek amacıyla, MIT araştırmacıları, elektrikli makineleri tek adımda tamamen basabilecek çok malzemeli bir 3D baskı platformu geliştirdiler.
Sistemlerini, elektrik iletken malzemeler ve manyetik malzemeler de dahil olmak üzere birden fazla fonksiyonel malzemeyi işleyebilecek şekilde tasarladılar; bu işlem için çeşitli baskı malzemelerini işleyebilen dört ekstrüzyon aleti kullanıldı. Yazıcı, bir cihazı katman katman üretirken, malzemeyi bir nozül içinden sıkıştırarak bırakan ekstrüderler arasında geçiş yapıyor
Araştırmacılar, bu sistemi kullanarak beş farklı malzeme kullanarak saatler içinde tamamen 3D baskı ile üretilmiş bir elektrikli lineer motor ürettiler. Motorun tamamen işlevsel hale gelmesi için sadece bir son işlem adımı gerçekleştirmeleri gerekti.
Monte edilen cihaz, daha karmaşık üretim yöntemleri veya ek son işlem adımları gerektiren benzer motorlardan daha iyi veya aynı performansı gösterdi.
Uzun vadede, bu 3D baskı platformu, robotlar, araçlar veya tıbbi ekipmanlar için özelleştirilebilir elektronik bileşenleri çok daha az atıkla hızla üretmek için kullanılabilir.
MIT Mikrosistem Teknolojisi Laboratuvarları’nda (MTL) baş araştırma bilimcisi ve 18 Şubat 2026’da Virtual and Physical Prototyping dergisinde yayınlanan 3D baskı platformunu açıklayan makalenin kıdemli yazarı Luis Fernando Velásquez-García, şöyle diyor: “Bu büyük bir başarı, ama sadece başlangıç. Küresel bir tedarik zincirine güvenmek yerine, donanımı tek adımda yerinde üreterek, üretim şeklini temelden değiştirme fırsatımız var. Bu gösterimle, bunun mümkün olduğunu gösterdik.”
Makalede, baş yazar olan elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimi (EECS) yüksek lisans öğrencisi Jorge Cañada ve Zoey Bigelow da yer alıyor.
Daha fazla malzeme
Araştırmacılar, bir nesneyi katman katman üretmek için bir nozül aracılığıyla malzeme püskürtmeyi içeren, denenmiş ve güvenilir bir yöntem olan ekstrüzyon 3D baskıya odaklandılar.
Elektrikli bir makine üretmek için, araştırmacıların farklı işlevsellikler sunan birden fazla malzeme arasında geçiş yapabilmeleri gerekiyordu. Örneğin, cihazın elektrik akımını iletmek için elektriksel olarak iletken bir malzemeye ve verimli enerji dönüşümü için manyetik alanlar oluşturmak üzere sert manyetik malzemelere ihtiyacı olacaktır. Çoğu çok malzemeli ekstrüzyonlu 3D baskı sistemi, yalnızca filament veya pelet gibi aynı formda gelen iki malzeme arasında geçiş yapabilir; bu nedenle araştırmacılar kendi sistemlerini tasarlamak zorunda kaldılar. Mevcut bir yazıcıyı, her biri farklı bir ham madde formunu işleyebilen dört ekstrüderle donattılar.
Her bir ekstrüderi, malzemenin gereksinimlerini ve sınırlamalarını dengeleyecek şekilde dikkatlice tasarladılar. Örneğin, elektriksel olarak iletken malzemenin, dielektrik malzemeyi bozabileceği için çok fazla ısı veya UV ışığı kullanılmadan sertleşebilmesi gerekiyor.
Aynı zamanda, en iyi performans gösteren elektriksel olarak iletken malzemeler, basınç sistemi kullanılarak ekstrüde edilen mürekkep formunda. Bu işlem, erimiş filament veya peletleri püskürtmek için ısıtılmış nozullar kullanan standart ekstrüderlerden çok farklı gereksinimlere sahip.
“Önemli mühendislik zorlukları vardı. Aynı baskı yönteminin –ekstrüzyonun– birçok farklı ifadesini tek bir platformda sorunsuz bir şekilde bir araya getirmenin yolunu bulmalıydık” diyor Velásquez-García.
Araştırmacılar, stratejik olarak yerleştirilmiş sensörler ve yeni bir kontrol çerçevesi kullanarak, her aletin platformun robotik kolları tarafından tutarlı bir şekilde alınıp bırakılmasını ve her nozülün hassas ve tahmin edilebilir bir şekilde hareket etmesini sağladılar.
Bu, her malzeme katmanının düzgün bir şekilde hizalanmasını sağlıyor; hafif bir hizalama hatası bile bitmiş makinenin performansını bozabilir.
Motor yapımı
Baskı platformunu mükemmelleştirdikten sonra, araştırmacılar doğrusal bir motor ürettiler; bu motor, (bir arabadaki gibi dönen bir motorun aksine) düz hatlı hareket üretiyor. Doğrusal motorlar çeşitli uygulamalarda kullanılıyor.
Motoru yaklaşık üç saatte ürettiler ve tam işlevselliği sağlamak için baskıdan sonra sert manyetik malzemeleri mıknatıslamaları yeterli oldu. Araştırmacılar, toplam malzeme maliyetinin cihaz başına yaklaşık 50 sent olacağını tahmin ediyor. 3D baskı ile üretilen motorlar, karmaşık hidrolik amplifikatörlere dayanan yaygın bir doğrusal motor türünden birkaç kat daha fazla hareket üretebildi.
Velásquez-García, “Bu motor ve performansından heyecan duyarken, aynı zamanda elektroniklerin nasıl üretildiğini önemli ölçüde değiştirebilecek daha birçok şeyin sadece bir örneği olduğu için de ilham alıyoruz” diyor.
Gelecekte araştırmacılar, mıknatıslama adımını çok malzemeli ekstrüzyon işlemine entegre etmeyi, tamamen 3 boyutlu yazıcıyla üretilmiş döner elektrik motorlarının imalatını göstermeyi ve daha karmaşık elektronik cihazların monolitik üretimini mümkün kılmak için platforma daha fazla araç eklemeyi hedefliyorlar.
Bu araştırma kısmen Empiriko Corporation ve La Caixa Vakfı tarafından finanse ediliyor.
Makale bağlantısı: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17452759.2026.2613185#abstract
