Настольный 3D-принтер превратили в конструктор бутылок — Naked Science
6 минут
Редакция
1

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.

giphy_1
©Wikipedia

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

 

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

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 15:24
9 минут
Мария Азарова

По числу одобривших его использование стран российский препарат обогнал даже так называемого фаворита Запада — вакцину от Pfizer и BioNTech.

Позавчера, 10:55
31 минута
Василий Парфенов

Минувшая неделя озарилась одним из самых впечатляющих достижений человечества — успешной посадкой сложнейшего робота весом более тонны на поверхность другой планеты. Более того, этот процесс впервые снимали на видео сразу несколько камер в высоком разрешении. Опубликованный NASA ролик оказался не только занимательным зрелищем, но и самой настоящей научно-детективной короткометражкой.

Позавчера, 16:44
4 минуты
Илья Ведмеденко

Новейший марсоход NASA в первый раз проехал по Красной планете: всего аппарат преодолел 6,5 метра. Ранее ровер прислал первые снимки с поверхности Марса.

5 марта
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

5 марта
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

5 марта
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

ulogin_facebook_306013319819622
11.05.2017
-
0
+
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-na-3d-printere.html ) это уже полезнее! Тем не менее, идея с заменой дорогого порошкового пластика на дешевые бутылки это технологически сильный ход!
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: