Druk 3D coraz śmielej wchodzi w obszary, które wcześniej nie były z nim kojarzone. Dobrym przykładem jest Material Hybrid Manufacturing, firma założona przez Gabe’a Eliasa, wcześniej związanego z Mercedes AMG Petronas i Rivian. Zespół opracował sposób drukowania kompletnej baterii bezpośrednio na powierzchni urządzenia. Dzięki temu nie trzeba projektować sprzętu pod cylindryczne lub prostokątne ogniwa. To bateria może dopasować się do kształtu urządzenia.
Firma zdobyła 1,25 miliona dolarów od Sił Powietrznych USA na sprawdzenie tej technologii w praktyce. Badania potrwają półtora roku i mają pokazać, czy drukowane baterie mogą poprawić projektowanie sprzętu wojskowego i lotniczego. W podobnym kierunku idą też inne firmy z USA i Niemiec, co pokazuje, że rynek szybko rośnie.
Technologia Hybrid3D pozwala drukować kolejne warstwy baterii, takie jak anoda, katoda, separator i obudowa, bez używania form. Druk odbywa się warstwami o grubości porównywalnej z ludzkim włosem. Po zakończeniu procesu do wnętrza trafia elektrolit. Trwa również praca nad wersją stałą. Zaletą tego podejścia jest to, że wszystkie elementy mogą być wbudowane w strukturę urządzenia, a nie umieszczane w osobnej obudowie. Można więc poprowadzić baterię wzdłuż ramion drona albo po krawędzi okularów.
Drony w naszej ofercie:
Baterie drukowane w 3D mogłyby sprawdzić się w wielu rodzajach urządzeń
Firma myślała początkowo o zastosowaniach w motoryzacji, ale szybko zrozumiała, że duże pojazdy mają wystarczającą ilość miejsca na klasyczne ogniwa. Zastosowanie baterii drukowanych w 3D ma o wiele większy sens w małych urządzeniach, gdzie przestrzeń na nie jest mocno ograniczona. Mowa więc o takich sprzętach, jak drony, narzędzia wojskowe czy elektronika noszona.
Aby pokazać, że pomysł działa, Material Hybrid Manufacturing nawiązała współpracę z Performance Drone Works. Razem te firmy opracowały wersję drona, w którym bateria została wydrukowan zgodnie z kształtem dostępnej przestrzeni. Zajmując tę samą objętość co zestaw z 48 cylindrycznymi ogniwami, nowa bateria zaoferowała o połowę większą gęstość energii i lepsze wykorzystanie miejsca. W praktyce oznacza to dłuższy zasięg albo możliwość przenoszenia większego ładunku.
Wojsko widzi w tej technologii szansę na lżejszy i wygodniejszy sprzęt, w tym zasilanie wbudowane w hełmy lub elementy oporządzenia. Dla Eliasa nie jest to nowy kierunek. Jeszcze w czasach pracy dla Formuły 1 próbował umieszczać baterie wokół fotela kierowcy. Projekt był wtedy zbyt skomplikowany do realizacji, ale tamto doświadczenie stało się inspiracją do stworzenia technologii, która pozwala włączać baterię w strukturę urządzenia.
Potencjał rozwiązania opracowanego przez Material Hybrid Manufacturing jest duży
Obecna drukarka Material pracuje na powierzchni 550 na 350 milimetrów, ale trwają prace nad większymi maszynami. Takie podejście może zmienić sposób produkcji. Urządzenie można projektować od razu w formie cyfrowej, a następnie drukować bez kosztownych zmian na liniach produkcyjnych. Nie od dziś wiadomo, że takimi rozwiązaniami interesują się nawet najwięksi producenci sprzętów elektronicznych przeznaczonych do codziennego użytku. Gdyby więc za bateriami drukowanymi w 3D szła również możliwość większej optymalizacji kosztów, to rozwiązanie od Material Hybrid Manufacturing mogłoby mieć duży potencjał.
Niemniej firma wciąż musi dopracować powtarzalność procesu, bo każda warstwa takiej baterii jest bardzo cienka. Jeśli technologia się sprawdzi, drukowane baterie mogą znaleźć zastosowanie w wielu urządzeniach, od pojedynczych małych ogniw po większe pakiety. Prostszą produkcję i mniejszą liczbę elementów docenią zwłaszcza branże, które walczą o każdy gram i każdy centymetr przestrzeni.
