Трёхмерный принтер возведёт на луне песочные базы
Классические способы постройки строений из кирпича и бетона при всей собственной распространённости требуют задействования громадного количества людей. Помимо этого, они значительно ограничивают фантазию архитекторов. Как обойти эти трудности, придумал итальянский инженер, что сейчас может распечатывать строения любой формы на принтере.
Люди редко вспоминают над тем, как подчас не легко архитекторам реализовать задуманное на практике. Время от времени строение необыкновенной формы стандартными способами возвести нереально в принципе. Энрико Дини (Enrico Dini), неизменно восхищавшийся творениями Антонио Гауди, не захотел мириться с таким положением дел и в 2004 году запатентовал способ трёхмерной печати в натуральную величину, что разрешает создавать строения из эпоксидной смолы и обычного песка.
Напомним, что Дини в своё время выучился на инженера-строителя. Но, по-второму и быть не имело возможности: в его семье было множество математиков, инженеров и учёных. Энрико поменял массу областей деятельности, создавая роботизированные совокупности самого различного назначения, а чуть позднее начал развивать и собственное собственное дело.
В следствии показалась компания Monolite UK, которая к 2007 году поменяла кое-какие технологические приёмы и переросла в компанию D-shape, по заглавию используемой разработке.
Способы трёхмерной послойной печати время от времени обобщённо именуют стереолитографией (stereolithography). Кстати, мысль Энрико отнюдь не нова: мы уже поведали об исследователях, демонстрировавших прообраз печати домов (фото с сайта blueprintmagazine.co.uk).
Дини и его соратники придумали, как создавать скульптуры и строения необыкновенного вида, послойно печатая их на огромном аналоге практически простого принтера.
Сперва сопла махины по заданному компьютерной программой шаблону распыляют узкий слой песка, после этого поверх него накладывается связующий материал, что заставляет песок превратиться в массу, напоминающую камень. Роботизированная аппаратура причиняет слой за слоем, неспешно выстраивая объект нужной формы.
Сначала в роли связующего выступали эпоксидные смолы. И не смотря на то, что при их помощи удалось добиться довольно-таки приличного разрешения печати, у них были и собственные недочёты. В первую очередь приходилось применять дорогостоящие сопла, замешивающие двухкомпонентное органическое связующее прямо в печатающей головки.
К тому же конечная конструкция получалась огнеопасной и не экологической (смолы испускают токсичные пары и неудобны в утилизации). Ещё один недочёт смол в том, что созданные с их помощью объекты имели через чур высокую свойство к деформации, что неприемлемо для несущих конструкций. Существовала и вторая, чисто техническая неприятность: низкая скорость печати.
Преимущество нового способа ещё и в том, что при производстве исходных материалов в воздух не выбрасывается углекислый газ (в случае если сравнивать с процессом создания цемента) (фото с сайта blueprintmagazine.co.uk).
Позднее Энрико начал искать экологически чистый, недорогой материал с низкой вязкостью. Ничего аналогичного на рынке строительных одолжений не было, и было нужно подключить личные ресурсы. В 2007 году D-shape взяла патент на совокупность, применяющую в качестве связующего неорганические вещества.
Так отпала необходимость применять сложные сопла: смешивание компонентов происходило вне них, они прекратили забиваться. Помимо этого, в движение сейчас возможно было пускать песок фактически с любым размером песчинок. Целый процесс упростился и начал обходиться дешевле.
Производительность первой версии принтера – приблизительно 2500 квадратных метров площадей в год. Кстати, лишний песок, оставшийся по окончании печати, возможно использован в других проектах (фото с сайта blueprintmagazine.co.uk).
на данный момент D-shape способна создавать объекты любой кривизны в четыре раза стремительнее простых способов. Наряду с этим цена приобретаемых конструкций вдвое ниже стандартной (и это не обращая внимания на то, что начальные материалы обходятся дороже бетона). А ещё новый способ печати-постройки фактически безотходный.
Со стороны принтер D-Shape похож на огромную алюминиевую конструкцию. Но при всей собственной кажущейся громоздкости она достаточно лёгкая (весит около 1300 килограммов). Собрать/разобрать принтер может всего пара рабочих, на это у них уйдёт пара часов.
Схема огромного принтера. Вертикальные колонны возможно удлинить до 9-12 метров. Электропневматическое устройство может поднимать раму с печатающей головкой с шагом 0,1 миллиметра.
Головка оснащена 300 соплами, управляемыми сервомоторами (иллюстрация D-Shape, фото с сайта blueprintmagazine.co.uk).
Машина представляет собой квадратную площадку, по бокам которой расположены необычные рельсы, а по углам – вертикальные колонны. По ним перемещается рама с печатающей головкой. Нанося новый слой, она любой раз поднимается на высоту 5-10 миллиметров.
Теоретическое разрешение печати – 25 точек на дюйм, но на протяжении тестов были достигнуты значения в 4-6 dpi.
На полное затвердевание конструкции уходит около дней, по окончании чего материал благодаря образующейся структуре делается похожим на мрамор. Он прочнее бетона и не требует дополнительного армирования.
Наряду с этим напечатать возможно не только стенки строения, но и внутренние перегородки, короба для воздуховодов и проводки, и полые колонны а также лестницы.
Конструкцию возможно воспроизвести полностью (размеры ограничивают только ширина и длина площадки принтера – 6 на 6 метров), а возможно по частям: как на месте строительства, так и далеко от него, по окончании чего перевести подробности в необходимое место.
Первой пробой пера стал павильон «Радиолярия» (Radiolaria) площадью около девяти квадратных метров, что команда Дини разрабатывала совместно с английским архитектором Андреа Морганте (Andrea Morgante). Уже как мы знаем, что необыкновенную беседку установят на территории итальянского города Понтедера (Pontedera).
«Радиолярия» сразу после печати, которая заняла примерно половину месяца, и ещё спустя семь дней, по окончании окончания процесса шлифовки. Высота конструкции составила два метра, а цена материалов (песок и связующее) – всего лишь ?60 ($93). На фото справа – архитектор Морганте (фото D-Shape).
Конструкция является подобиемминерального скелета радиолярий, несложных морских одноклеточных организмов. Архитектор создавал эскиз павильона в совокупности автоматизированного проектирования. После этого заготовку вывели на печать. Как отмечают итальянцы, сейчас никакие посредники не смогут исказить идеи автора проекта.
Какой он конструкцию задумал, таковой она и предстанет на суд зрителя.
Обитатели Понтедеры смогут гордиться, в их городе возведут первую напечатанную постройку (иллюстрация D-Shape).
на данный момент Энрико и его сотрудники ведут переговоры со многими строительными и проектирующими компаниями. Но, пожалуй, самым занимательным заказом D-Shape может стать строительство базы для астронавтов на Луне. И вправду, в случае если возможно возводить строения из пыли и песка, то из-за чего бы не попытаться сконструировать их из лунного грунта реголита?
По всей видимости, та же идея пришла в голову Дини.
О том, как воплотить эту идею в судьбу, Энрико со товарищи сейчас раздумывают совместно с Высшей обычной школой в Пизе (La Scuola Normale Superiore), архитектурной компанией Нормана Фостера (Foster + Partners) и компанией Alta Space.
Как раз им в рамках программы Aurora, проводимой Космическим агентством ЕС, было поручено придумать модификацию принтера D-Shape для постройки лунной базы. Уже известно о замыслах Дини опробовать разработку в вакуумных камерах Alta Space, симулирующих разреженную «воздух» отечественного спутника.
Новинка точно порадует архитекторов, каковые мыслят нестандартными формами, считает Дини. Подробнее о D-Shape говорит данный PDF-документ (фото с сайта blueprintmagazine.co.uk).
В ближайших же замыслах итальянцев создать «дворовую» версию принтера. Так как до тех пор пока он способен возвести конструкцию, размеры которой не выходят за рамки тех самых шести метров. А так как хочется взять ещё больший простор для воплощения фантазий, нужно расшириться.
Вследствие этого Дини деятельно завлекает на собственное предприятие молодых и не меньше безбашенных, чем он сам, экспертов. Смотришь, и через пара лет никто не сможет помешать Энрико возвести копию собора Святого Петра.
