#Інновації
Новий гібридний метод 3D-друку зменшує кількість пластикових відходів, зберігаючи при цьому довговічність
SustainaPrint від MIT використовує симуляції для посилення лише напружених зон, зменшуючи кількість пластикових відходів у 3D-друку.
Новий гібридний метод 3D-друку зменшує кількість пластикових відходів, зберігаючи при цьому довговічність
Стокове фото 3D-друку
3D-друк може бути проривною технологією, але вона не є екологічно чистою. Більшість принтерів досі використовують пластик на основі нафти, тоді як екологічніші альтернативи занадто крихкі для використання в деталях, які потребують міцності.
Цей компроміс змусив дослідників шукати спосіб зробити друк одночасно екологічним та довговічним.
Команда з Лабораторії комп'ютерних наук та штучного інтелекту (CSAIL) Массачусетського технологічного інституту та Інституту Хассо Платтнера представила нову систему під назвою SustainaPrint .
Цей інструментарій поєднує програмне та апаратне забезпечення для стратегічного посилення лише найбільш напружених ділянок конструкції міцнішою ниткою, водночас зберігаючи решту деталі екологічною.
Система проводить симуляції, щоб передбачити, де в 3D-моделі накопичуватимуться напруження, а потім резервує високопродуктивні пластики для цих ділянок. Все інше друкується з біорозкладного або переробленого філаменту, що скорочує використання пластику без шкоди для структурних характеристик.
«Ми сподіваємося, що SustainaPrint одного дня можна буде використовувати в промисловому та розподіленому виробництві, де місцеві запаси матеріалів можуть відрізнятися за якістю та складом», — каже аспірантка MIT Максін Перроні-Шарф, провідний автор проєкту.
Випробування балансу між міцністю та стійкістю
Для експериментів команда використовувала PLA PolyTerra від Polymaker як екологічно чистий філамент та PLA від Ultimaker для армування.
Всього 20 відсотків армування було достатньо, щоб відновити до 70 відсотків міцності повністю міцного відбитка.
Дослідники надрукували десятки об'єктів — кільця, балки, настінні гачки, підставки для навушників та горщики для рослин — використовуючи три методи: повністю еко, повністю міцний та гібридний підхід SustainaPrint. Кожен з них був випробуваний шляхом розтягування, згинання або ламання для вимірювання міцності.
У кількох випадках гібридні відбитки відповідали або перевершували повністю армовані версії. В одному тесті з куполоподібним об'єктом гібридна версія перевершила повністю армований відбиток. «Це вказує на те, що за певних геометрій та умов навантаження стратегічне змішування матеріалів може фактично перевершити один гомогенний матеріал», – каже Перроні-Шарф.
Відкритий код та готовий до використання в класі
SustainaPrint починається з користувацького інтерфейсу, куди користувачі завантажують 3D-моделі. Симуляція відображає місця, де сили найімовірніше діятимуть, виділяючи зони для армування.
Щоб зробити цей підхід широко доступним, команда також створила недорогий саморобний набір інструментів для тестування, який використовує надруковані на 3D-принтері модулі з предметами повсякденного вжитку, такими як турніки або цифрові ваги.
Програмне забезпечення та інструментарій будуть випущені з відкритим вихідним кодом, що зробить їх вільно доступними для модифікації та використання.
Команда також бачить велику освітню цінність. «У класі SustainaPrint — це не просто інструмент, це спосіб навчити учнів матеріалознавству, будівельній інженерії та сталому дизайну — і все це в одному проєкті», — каже Перроні-Шарф.
Співавтор Патрік Баудіш, професор Інституту Хассо Платтнера, додає: «Проект відповідає на ключове питання: який сенс збирати матеріали з метою переробки , якщо немає жодного плану насправді коли-небудь використовувати цей матеріал?»
Робота буде представлена на симпозіумі ACM з програмного забезпечення та технологій користувацького інтерфейсу у вересні. Дослідники кажуть, що завдяки SustainaPrint майбутнє 3D-друку не має вибирати між міцністю та стійкістю.
#Інновації
Новий гібридний метод 3D-друку зменшує кількість пластикових відходів, зберігаючи при цьому довговічність
SustainaPrint від MIT використовує симуляції для посилення лише напружених зон, зменшуючи кількість пластикових відходів у 3D-друку.
Новий гібридний метод 3D-друку зменшує кількість пластикових відходів, зберігаючи при цьому довговічність
Стокове фото 3D-друку
3D-друк може бути проривною технологією, але вона не є екологічно чистою. Більшість принтерів досі використовують пластик на основі нафти, тоді як екологічніші альтернативи занадто крихкі для використання в деталях, які потребують міцності.
Цей компроміс змусив дослідників шукати спосіб зробити друк одночасно екологічним та довговічним.
Команда з Лабораторії комп'ютерних наук та штучного інтелекту (CSAIL) Массачусетського технологічного інституту та Інституту Хассо Платтнера представила нову систему під назвою SustainaPrint .
Цей інструментарій поєднує програмне та апаратне забезпечення для стратегічного посилення лише найбільш напружених ділянок конструкції міцнішою ниткою, водночас зберігаючи решту деталі екологічною.
Система проводить симуляції, щоб передбачити, де в 3D-моделі накопичуватимуться напруження, а потім резервує високопродуктивні пластики для цих ділянок. Все інше друкується з біорозкладного або переробленого філаменту, що скорочує використання пластику без шкоди для структурних характеристик.
«Ми сподіваємося, що SustainaPrint одного дня можна буде використовувати в промисловому та розподіленому виробництві, де місцеві запаси матеріалів можуть відрізнятися за якістю та складом», — каже аспірантка MIT Максін Перроні-Шарф, провідний автор проєкту.
Випробування балансу між міцністю та стійкістю
Для експериментів команда використовувала PLA PolyTerra від Polymaker як екологічно чистий філамент та PLA від Ultimaker для армування.
Всього 20 відсотків армування було достатньо, щоб відновити до 70 відсотків міцності повністю міцного відбитка.
Дослідники надрукували десятки об'єктів — кільця, балки, настінні гачки, підставки для навушників та горщики для рослин — використовуючи три методи: повністю еко, повністю міцний та гібридний підхід SustainaPrint. Кожен з них був випробуваний шляхом розтягування, згинання або ламання для вимірювання міцності.
У кількох випадках гібридні відбитки відповідали або перевершували повністю армовані версії. В одному тесті з куполоподібним об'єктом гібридна версія перевершила повністю армований відбиток. «Це вказує на те, що за певних геометрій та умов навантаження стратегічне змішування матеріалів може фактично перевершити один гомогенний матеріал», – каже Перроні-Шарф.
Відкритий код та готовий до використання в класі
SustainaPrint починається з користувацького інтерфейсу, куди користувачі завантажують 3D-моделі. Симуляція відображає місця, де сили найімовірніше діятимуть, виділяючи зони для армування.
Щоб зробити цей підхід широко доступним, команда також створила недорогий саморобний набір інструментів для тестування, який використовує надруковані на 3D-принтері модулі з предметами повсякденного вжитку, такими як турніки або цифрові ваги.
Програмне забезпечення та інструментарій будуть випущені з відкритим вихідним кодом, що зробить їх вільно доступними для модифікації та використання.
Команда також бачить велику освітню цінність. «У класі SustainaPrint — це не просто інструмент, це спосіб навчити учнів матеріалознавству, будівельній інженерії та сталому дизайну — і все це в одному проєкті», — каже Перроні-Шарф.
Співавтор Патрік Баудіш, професор Інституту Хассо Платтнера, додає: «Проект відповідає на ключове питання: який сенс збирати матеріали з метою переробки , якщо немає жодного плану насправді коли-небудь використовувати цей матеріал?»
Робота буде представлена на симпозіумі ACM з програмного забезпечення та технологій користувацького інтерфейсу у вересні. Дослідники кажуть, що завдяки SustainaPrint майбутнє 3D-друку не має вибирати між міцністю та стійкістю.
Українська
English
