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.
11 часов назад
5 минут
Мария Кривоченко

Попав в пасть лягушки, жуки обычно погибают. Хотя земноводные не могут перемолоть их зубами, как это делают млекопитающие, желудочный сок разъедает большинство насекомых. Однако водолюбы смогли выжить и выбраться наружу через кишечник без повреждений.

Вчера, 18:50
5 минут
Мария Кривоченко

Группа археологов обнаружила шкатулку с артефактами на дне озера Титикака. В ней оказались фигурки из раковины моллюска и золота, которые инки считали очень ценными. Ученые полагают, что находка — часть жертвоприношения богам воды или плодородия.

Вчера, 11:44
6 минут
Денис Гордеев

Соседняя планета, скорее всего, была покрыта толстым слоем льда, что в корне противоречит принятым ныне концепциям.

Позавчера, 09:31
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[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
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: