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.
Вчера, 11:18
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России началось серийное производство нового автомата АДС. Его можно применять на суше и при проведении подводных операций.

Вчера, 12:37
3 минуты
Ольга Иванова

Ученые обнаружили, вероятно, самое древнее свидетельство нападения акулы на человека.

Вчера, 11:18
5 минут
Сергей Васильев

Ученые впервые напрямую исследовали работу магниточувствительных белков птиц, показав, что на внешнее поле они реагируют благодаря спиновым эффектам из квантовой механики.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

21 июня
9 минут
Мария Азарова

Китайские ученые воспроизвели модель мужской беременности млекопитающих на лабораторных крысах: результаты оказались успешными лишь отчасти, но все равно показали, что в таких случаях эмбрионы могут развиваться нормально. Мировое сообщество восприняло эксперимент с ужасом.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

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: