Ingenieurs moeten creatiever worden in hun benadering van ontwerp en additive manufacturing (AM)-systemen, door inspiratie te halen uit de manier waarop mensen groeien en zich ontwikkelen, zeggen onderzoekers van de Universiteit van Birmingham.

In een nieuwe krant gepubliceerd in Het International Journal of Advanced Manufacturing Technology , teams van de University's School of Engineering en Centre for Reproductive Science hebben een ontwerpaanpak voor AM voorgesteld, ook wel bekend als 3D-printen, wat een wereld van potentieel opent voor de ontwikkeling van nieuwe materialen en producten.

Dr. Lauren Thomas-Seale, docent Engineering Design en Principle Investigator van het project, legt uit:"Hoewel we het additive manufacturing noemen, traditioneel leren ingenieurs om onderdelen te ontwerpen op basis van een lange geschiedenis van subtractieve fabricage. Dit leidt tot algemeen erkende beperkingen in ontwerpcreativiteit. Additive manufacturing moet deze traagheid doorbreken als het zijn volledige potentieel wil bereiken, zowel in ontwerp als als fundamentele techniek."

Dr. Jackson Kirkman-Brown, Lezer in menselijke reproductieve biologie, en co-auteur van het papier, zegt:"Hoewel het gebruik van biologische inspiratie in technisch ontwerp heel gewoon is, het bestuderen van de groei van de mens en het vertalen hiervan naar geavanceerde productiesystemen biedt een heel nieuw perspectief. De manier waarop biologische systemen zich ontwikkelen van het stapsgewijs toevoegen van cellen tot weefsels en organen, die beide groeien en elkaar moduleren om in synergie te functioneren, is de belichaming van geavanceerde AM."

De studie schetst hoe de groeiprocessen van de foetus in de loop van de tijd veranderen, d.w.z. de duur van de zwangerschap. Deze processen zijn fundamenteel voor de ontwikkeling van de mens. Nog, de "groei" van een AM-onderdeel tijdens de fabricage, beperkt tot de plaats waar het materiaal wordt afgezet of versmolten. Daarom kan tijd worden beschouwd als een ongebruikte variabele in het ontwerp voor AM. De auteurs stellen Temporal Design for AM voor als een nieuwe benadering die het potentieel van tijd zal ontketenen door middel van additieve opbouw, om nieuwe materialen en onderdelen voor AM te maken.

Dr. Thomas-Seale legt uit:"Op zoek naar radicaal verschillende wegen voor inspiratie, is niet alleen vereist om echte verandering teweeg te brengen in de manier waarop we design benaderen, maar vertegenwoordigt ook een meer holistische benadering, wat belangrijk is om de gefragmenteerde ontwikkeling van de techniek te vermijden, waardoor nieuwe producten uiteindelijk een veel moeilijkere en duurdere weg naar commercialisering moeten afleggen."