Katalysatoren aus dem 3D Drucker

Es klingt etwas praxisfern bedenkt man die Spezifikationen und die individuellen Eigenschaften, welche Katalysatoren haben müssen. Katalysatoren aus dem 3D Drucker wären sicher revolutionär. Die Vorteile liegen klar auf der Hand, weniger Materialüberschuss was bei der Produktion der Katalysatoren anfällt, neue komplexere Strukturen mit deutlich effektiverem Wirkungsgrad. Zudem geringere Konstruktions-, Herstellungs- und Logistikkosten.

Ein Forscherteam der Empa, ein interdisziplinäres Forschungsinstitut für Materialwissenschaften und Technologieentwicklung in der Schweiz, hat sich mit dem spannenden Thema Katalysatoren beschäftigt. Für die hervorragenden Kenntnisse über das Gestalten von Materialeigenschaften auf atomarer und molekularer Ebene ist Empa bekannt.

Warum überhaupt Forschung in diesem Bereich betrieben wird, sind unter anderem die Tücken der modernen technischen Entwicklung. Genauer gesagt, die systembedingte Kombination von Elektromotor und Verbrennungsmotor. Zum Grundproblem findest du unter Katalysatoren bei Hybrid Autos mehr zu dem Thema.

Materialeigenschaften der Katalysatoren auf Atomebene

Mini Prototyp – 3D Katalysator aus dem Drucker | Quelle: empa.ch

Die Idee der Forscher war es einen Katalysator mit spezieller geometrischer Gitterstruktur für individuelle Materialeigenschaften im Miniformat zu entwickeln. Drei strukturelle Eigenschaften waren im Fokus der Forscher und sollten bestmöglich harmonieren. Die am PC errechnete geometrische Gitterstruktur sollten den Katalysator schneller aufheizen, die chemischen Reaktionen beschleunigen und den entstehenden Gegendruck der Luftdurchströmung gering halten. Durch die spezielle Konstruktion sollten auch viel weniger Edelmetalle für die Beschichtung des Katalysators benötigt werden. Der 3D Katalysator diente nur als Model für die Keramikkonstruktion. Drucker können Keramik nicht verarbeiten und ausdrucken aber als schlagkräftige Überschrift ist sie sehr dienlich.

Der fertige Katalysator im Kleinformat wurde erfolgreich getestet und hat unter Laborbedienungen große Hoffnungen erfüllt und neu gestärkt. Nun wird die nächste Phase angegangen. Ein Katalysator als Prototyp in Originalgröße ausdrucken und präparieren und dann auf dem Prüfstand, sowie unter reelle Fahrten auf der Straße prüfen.

Künstliche Intelligenz ist die nächste Stufe der Evolution von Design

Noch befinden wir uns in der Kinderstube der AI (Artificial Intelligence > künstliche Intelligenz). Allerdings wird AI die Zukunft auf den Kopf stellen. Und das in einer uns unvorstellbaren Geschwindigkeit, die Algorithmen werden immer komplexer und mächtiger. Denn künstliche Intelligenz (KI) kann selbstständig lernen ohne zu vergessen, ohne Pausen einzulegen, ohne Verzögerung, in Echtzeit während des Live-Betriebs und ohne Begrenzung.

Vor über 60 Jahren wurde ein Programm geschrieben, das Menschen bei Tick-Tac-Toe besiegt. IBMs Supercomputer besiegte vor 20 Jahren den Schachweltmeister, Googles AlphaGo hat vor 2 Jahren im komplexesten und schwierigsten Spiel der Welt Go mehrfach die weltbesten Spieler besiegt.

Selbstlernende KI entwickelt Intuition

Wir haben bereits das Zeitalter beschritten wo künstliche Intelligenzen Konstruktionslösungen vorschlagen. Wir brauchen lediglich den KI´s mitteilen welche Eigenschaften Objekte haben sollen oder wo Designer und Ingenieure Probleme haben eine Lösung zu finden. Ob Stühle, Gebäude, Autos oder Maschinenteile, die KI´s simulieren alles mögliche und lernen dabei selbstständig. In Echtzeit wird geprüft, ob das Ergebnis den Anforderungen entspricht und ob es weitere Optimierungen gibt. Nicht selten sind bekannte Formen aus der Natur wiederzuerkennen. Die Evolution hatte ja viele Milliarden Jahre Zeit gehabt, um immer die effektivste Lösung zu finden.

Autodesk hat ein Programm entwickelt, was genau dieses macht. Zur besseren Vorstellung hier ein kleines 2 Minuten Video.

3D Katalysator kombiniert mit KI

Nehmen wir das 3D Katalysatoren Projekt von oben und lassen eine KI mitwirken. Die KI erstellt komplexe Hohlgeflechts-Strukturen für die Katalysatoren, welche wir uns nie ausdenken hätten können. Der Katalysator wird leichter, wirkungsvoller und günstiger in sämtlichen Produktions- und Vertriebsprozessen. Dieser inovativer Lösungsansatz bei dem Katalysator ist es Wert im Auge zu behalten. Wir bleiben am Ball und informieren euch, sobald es neues von den 3D Katalysatoren gibt. Tragt euch unten in den Newsletter ein, so bekommt ihr Neuigkeiten von Katalysatoren Ankaufpreise direkt mitgeteilt.