Een 3D-geprinte nabootsing van bot-peesverbindingen

Je laptop- of telefoonoplader die kapot gaat waar de flexibele kabel overgaat op de hard adapter, we hebben het allemaal weleens meegemaakt. Dit is slechts één voorbeeld van hoe moeilijk het is om harde en zachte materialen effectief met elkaar te verbinden. Met een uniek 3D-printproces hebben onderzoekers van de TU Delft hybride verbindingen van meerdere materialen gemaakt die opmerkelijk dicht bij het natuurlijke ontwerp van bot-peesverbindingen komen.

Ondanks het grote verschil in hardheid tussen botten en pezen, gaat deze verbinding in het menselijk lichaam nooit kapot. Het is deze bot-peesverbinding die het team van onderzoekers van de faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalswetenschappen (3mE) inspireerde om de hard-zacht-overgang van door de mens gemaakte materialen te optimaliseren.

De techniek die door het team is ontwikkeld maakt het ook mogelijk om een heel product in één keer te maken. Dit is belangrijk omdat producten bestaande uit meerdere materialen meestal met lijm aan elkaar worden bevestigd. Onderdelen worden bijvoorbeeld geassembleerd of mechanisch met elkaar verbonden, zoals in de auto- of luchtvaartindustrie. "Maar wat wij proberen te doen is de extra stappen die hierbij komen kijken wegnemen en alles in één keer maken", vertelt universitair docent Zjenja Doubrovski. "Dat maakt het voor ons mogelijk om nog exotischere en van elkaar verschillende materialen te combineren, bijvoorbeeld materialen die meer dempingsweerstand hebben versus materialen die heel krachtig zijn."