Transformativ 3-D print tilgang etableret ud fra indsigt i udviklingsbiologi

Ingeniører skal blive mere kreative i deres tilgang til design og additive manufacturing (AM) systemer, ved at hente inspiration fra den måde, mennesker vokser og udvikler på, siger forskere ved University of Birmingham.

I et nyt blad, udgivet i International Journal of Advanced Manufacturing Technology , hold fra University's School of Engineering og Center for Reproductive Science har foreslået en designtilgang til AM, ellers kendt som 3-D-print, som åbner en verden af ​​potentiale for udvikling af nye materialer og produkter.

Dr. Lauren Thomas-Seale, underviser i Engineering Design og Principal Investigator af projektet, forklarer:"Selvom vi omtaler det som additiv fremstilling, traditionelt lærer ingeniører at designe dele baseret på en lang historie med subtraktiv fremstilling. Dette fører til velkendte begrænsninger i designkreativitet. Additiv fremstilling er nødt til at bryde ud af denne inerti, hvis den skal nå sit fulde potentiale i både design og som en grundlæggende teknik."

Dr. Jackson Kirkman-Brown, Læser i Human Reproductive Biology, og medforfatter på papiret, siger:"Mens det er almindeligt at bruge biologisk inspiration i ingeniørdesign, at studere menneskers vækst og oversætte dette til avancerede produktionssystemer giver et helt nyt perspektiv. Den måde, hvorpå biologiske systemer udvikler sig fra gradvist at tilføje celler til at danne væv og organer, som både vokser og modulerer hinanden til at fungere i synergi, er indbegrebet af sofistikeret AM."

Undersøgelsen skitserer, hvordan fosterets vækstprocesser ændrer sig over tid, dvs. varigheden af ​​graviditeten. Disse processer er grundlæggende for menneskets udvikling. Endnu, "væksten" af en AM-del under fremstillingen, er begrænset til, hvor materialet er aflejret eller smeltet. Derfor kan tid betragtes som en uudnyttet variabel i design for AM. Forfatterne foreslår Temporal Design for AM som en ny tilgang, der vil frigøre tidens potentiale gennem den additive build, at skabe nye materialer og dele til AM.

Dr. Thomas-Seale uddyber "Ser mod radikalt forskellige veje til inspiration, er påkrævet ikke kun for at skabe reel forandring i den måde, vi griber design an, men repræsenterer også en mere holistisk tilgang, hvilket er vigtigt for at undgå den fragmenterede udvikling af teknikken, der i sidste ende betyder, at nye produkter står over for en meget sværere og mere omkostningsfuld vej mod kommercialisering."