Исследователи нашли способ сделать «3D-печатную древесину»: результаты потрясающие

Когда дело доходит до материалов, которые будут использоваться для строительства городов будущего, вы думаете, что мы могли бы сделать намного лучше, чем дерево. В конце концов, общество перешло к более прочным каменным конструкциям около трех или четырех тысячелетий назад. Но по разным причинам, от эстетики до устойчивости, древесина может вернуться.

С одной стороны, хотя это и не вносит непосредственного вклада в такие проблемы, как вырубка лесов, превращение бетона в грязный и тяжелый процесс с точки зрения выбросов: смешивание 1000 фунтов и такое же количество материала приводит к примерно 1000 фунтам соответствующих выбросов, согласно одному отраслевому отчету., Это также безобразно.

К счастью, группа инженеров, работающих в Колумбийском университете, разработала потенциальное решение обеих проблем: «Цифровая древесина», которую можно создать с помощью 3D-принтера. Их результаты ошеломляющие сами по себе, но, поскольку они выкладывают самое последнее издание 3D-печать и аддитивное производство, их новый метод может быть, в конечном счете, самым интересным в их исследовании.

Зачем делать 3D-печать «Digital Wood»?

В своей новой статье авторы описывают своего рода пьесу, которая, по их словам, может по существу «фотошопить» новые материалы, чтобы придать им определенные визуальные свойства. Прорыв здесь заключается в том, что они показали, что это возможно даже с «анизотропными» материалами, такими как древесина, которые особенно сложно воспроизвести, поскольку они содержат разные физические свойства в зависимости от того, в каком направлении вы приближаетесь к ним (например, древесина сильнее по отношению к зерну).).

«Хотя эта работа была сосредоточена на цифровой воспроизводимости древесины, тот же подход может быть применен ко многим другим анизотропным материалам», пишут исследователи. «Более того, это исследование показало способность« фотошопа »3D-структур изменять цвет наряду с возможностью применения внутренних структур к произвольно сложным формам».

Создание цифрового дерева, которое на самом деле выглядит как дерево, было нелегким делом, и требовало списка техник. Во-первых, чтобы получить точную копию визуальных свойств древесины, исследователи использовали процесс, называемый деструктивной визуализацией, когда древесина разбивалась на крошечные образцы и фотографировалась. Затем они подали эти изображения на 3D-принтер, который преобразовал их в готовые чернила для 3D-принтера с использованием алгоритма сглаживания (сглаживание - это метод формирования изображения, при котором два разноцветных пикселя располагаются рядом друг с другом, чтобы создать видимость третьего цвета.)

Цифровые деревянные блоки затем были напечатаны на принтере Stratasys J750, который использует металлический ролик для сглаживания дефектов, создаваемых 3D-печатью с использованием различных материалов.

Это интересная техника по ряду причин, за исключением эстетики. Одна из главных причин того, что 3D-печать не смогла привести к «новой промышленной революции», предсказанной ее первыми пользователями, заключается в том, что 3D-принтер полезен только в той мере, в какой вы его используете; и неубедительный, дешевый термопласт, наиболее часто используемый в коммерческой 3D-печати, недостаточно надежен для многих промышленных применений. Разработки, такие как 3D-принтеры, которые могут обрабатывать металл, или методы, которые могут улучшить существующие чернила для 3D-печати, могут изменить это.