Настольный 3D-принтер превратили в конструктор бутылок

Немецкие ученые разработали программное обеспечение, которое позволяет создавать сравнительно прочные фермы из пластиковых бутылок с помощью 3D-печати.

2 922
Выбор редакции

Несмотря на развитие технологий 3D-печати, существующие портативные принтеры, как правило, не рассчитаны на производство крупных конструкций. Это значительно ограничивает сферу их приложений, тогда как печать, например, домов с помощью строительных принтеров по-прежнему остается дорогой и трудоемкой. В качестве альтернативы рассматривается подход, который предполагает проектирование масштабируемых построек из доступных материалов и печать только промежуточных элементов, в частности соединений. Сотрудники Института имени Хассо Платтнера использовали для такой печати пластиковые бутылки — в рамках подобных проектов они обычно играют роль «кирпичей».

 

Вместо классической конструкции авторы остановились на ферменной — она позволяет повысить прочность системы за счет сил растяжения и сжатия и распределить общую нагрузку более равномерно. Ключевой особенностью работы стало программное обеспечение, получившее название TrussFab. Оно рассчитано на непрофессиональных строителей и помогает пользователю собрать конструкцию нужной формы из виртуальных «бутылок». Размер элементов алгоритм определяет автоматически. Кроме того, TrussFab может моделировать поведение системы в условиях нагрузок и оценивать наиболее уязвимые узлы. Результатом служит файл в формате .STL, поддерживаемый большинством коммерческих 3D-принтеров.

 

Редактор TrussFab. Стрелками указаны точки максимальной нагрузки / ©Robert Kovacs et al., Hasso Plattner Institute, 2017

Редактор TrussFab. Стрелками указаны точки максимальной нагрузки / ©Robert Kovacs et al., Hasso Plattner Institute, 2017

 

С помощью конечного файла пользователь может распечатать соединительные элементы, необходимые для сборки заданной конструкции. При этом, поскольку размер таких креплений относительно мал, их изготовление и последующее применение, по словам авторов, занимает немного времени. В рамках демонстрации ученые создали ряд конструкций: купол, стулья, мост, а также лодку, способных выдерживать вес человека. Предполагается, что разработка может помочь людям, не имеющим навыков в области инженерии, проектировать и производить простые предметы из доступных материалов. Оценка безопасности пользователей в этом случае будет проводиться программой на основе имеющихся данных.

 

В экспериментах инженеры использовали настольные 3D-принтеры MakerBot 2X. При диаметре сопла 0,5 миллиметра печать одного соединительного элемента занимала у них порядка 1,5–2,5 часа. На производство различных конструкций уходило от 16 до 60 часов и от 36 до 512 многоразовых бутылок. Материалом для настилов (например, сиденья для стула) служили стружечные плиты. Ранее американские ученые задействовали пластиковые бутылки для создания дешевых кондиционеров. Вставленные в перфорированный щит горлышком на улицу, они позволили охладить поступающий в помещение горячий воздух на 5 градусов Цельсия. Изобретение получило широкое распространение в Бангладеше.

 

Проект немецких инженеров был представлен в ходе конференции Conference on Human Factors in Computing Systems (ACM CHI) 2017.

 

Видеосюжет о разработке / ©Hasso Plattner Institute

Hi-Tech

Naked Science Facebook VK Twitter
2 922
Комментарии
10 мин
Биткоин - не всем понятен. А вот новый транспорт с...
45 мин
Новинка представляет собой «шестиместный...
1 ч
Отличная статья!
Будущее за SKYWAY, но как...
Комментарии
Аватар пользователя Boom Boomoff
Выглядит, конечно, впечатляюще... но для кого они это делали не очень понятно. 3d печать домов для людей (https://naked-science.ru/article/media/v-kitae-poyavilis-zhilye-doma ) или панцирей для пострадавших черепах ( https://3dboom.su/blog/cherepaha-freddi-poluchila-pancir-napechatannyy-n... ) это уже полезнее! Тем не менее, идея с заменой дорогого порошкового пластика на дешевые бутылки это технологически сильный ход!

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку