3Dimenzia Novinky
Október bol astronomickým mesiacom pre novinky v kozmickom priemysle, pretože NASA urobila výrazný pokrok v príprave na misiu Artemis Moon, zatiaľ čo výrobca tlačiarní Zortrax spolupracoval s ESA na vývoji elektroniky PEEK zmiešanej v kozmickom veku.
NASA v priebehu októbra zadala niekoľko významných kontraktov, ktoré by mohli byť súčasťou jej nadchádzajúceho návratu na Mesiac v rámci projektu Artemis. Obrázok prostredníctvom IKONY.
Projekty NASA štartujú pred Artemisom
Jedným z najväčších príbehov v októbri bola správa, že stavebná firma ICON získala zmluvu NASA na vývoj mimosvetového systému AM . Počas projektu s kódovým označením „Olympus“ bude ICON v spolupráci s Marshallovým vesmírnym letovým centrom vytvárať 3D tlačiareň, ktorá dokáže premeniť lunárny regolit na vesmírne štruktúry.
V rámci ďalšej misie dostala spoločnosť Lockheed Martin zmluvu s NASA na testovanie experimentálnych kryogénnych palivových systémov . Spoločnosť vybrala aditívne rakety Relativity Space na ich vystrelenie na obežnú dráhu. Relativita, ktorá bola zvolená kvôli flexibilite jej procesu, je určená na spustenie potenciálne nebezpečného nákladu v roku 2023.
NASA tiež udelila univerzite v Severnej Dakote 750 000 dolárov na financovanie vývoja svojho 3D tlačeného skafandru NDX-3 . Doplnkový odev sa má vyrábať pomocou kombinácie flexibilných polymérov v priebehu nasledujúcich troch rokov a potom sa bude porovnávať s bežnými letovými oblekmi pomocou testovania snímania pohybu.
Nový vodivý polymér PEEK od spoločnosti Zortrax by mohol umožniť výrobu ľahších a multifunkčných častí. Foto cez Zortrax.
Doplnkové elektronické zálohy spoločnosti Zortrax
3D tlačená elektronika urobila počas mesiaca niekoľko krokov vpred, počnúc Zortraxom a spoločným výskumným a vývojovým projektom ESA, ktorý priniesol prototypy vodivých vlákien PEEK . Tím pomocou svojich nových materiálov 3D tlačil multifunkčné letecké a kozmické diely s možnosťami prenosu dát a elektriny.
Vedci z University of New York v Buffale a MIT medzitým vytvorili nový feroelektrický metamateriál pre 3D tlač SLA. Podľa tímu by ich kompozitná živica mohla predstavovať krok k dosiahnutiu cenovo dostupnejších syntetických materiálov v rámci akustických, tlmiacich a elektronických aplikácií.
Na inom mieste vyvinul ďalší tím MIT nové prostredie 3D dizajnu, ktoré umožňuje používateľom modelovať fyzické aj elektronické funkcie objektu. Program s prezývkou „MorphSensor“ kombinuje softvér CAD a programovanie obvodov tak, aby umožňoval navrhovanie dielov s optimálnymi mechanickými vlastnosťami.
Americká armáda v októbri spolupracovala so Štátnou univerzitou vo Wichite na vytvorení digitálneho dvojčaťa vrtuľníka Black Hawk (na snímke). Foto cez Lockheed Martin.
Americká armáda nasadzuje projekty 3D tlače
US Army , ktorá má dlhú tradíciu využitie aditívne technológií, pustil sa do misie k 3D skenovania 20,000 kusu Black Hawk v októbri. V rámci projektu teardown, ktorý viedla Štátna univerzita vo Wichite , tím vytvoril 3D tlačiteľný katalóg všetkých komponentov lietadla, ktorý im umožnil spätnú analýzu a optimalizáciu.
"Vyhodnotíme každú časť a nie každá časť bude nevyhnutne optimalizovaná pre pokročilú aditívnu výrobu," uviedol v tom čase generálmajor Todd Royar. "Ale naším zámerom je prejsť doslova všetkými našimi časťami, počnúc UH-60, pretože to sú prvé, pre ktoré budeme mať súbory 3D."
Výskumné laboratórium armády USA v spolupráci s niekoľkými univerzitami so sídlom v USA tiež vytvorilo miniatúrny holografický prístroj s 3D tlačením . Doplnkové zariadenie sa ukázalo ako schopné charakterizovať viac častíc vo vzduchu a bolo ho možné nasadiť na identifikáciu potenciálnych aerosólových hrozieb pre bojovníkov na bojisku.
Chiara Giusti vytvorila pre svoj posledný univerzitný projekt v Politecnico di Milano svoju odevnú líniu FDM 3D s potlačou TECHNĒ. Foto cez Chiaru Giusti.
Módisti vyvíjajú vymyslené módne línie
Textilná 3D tlač si vo svete módy naďalej získavala ťažisko a milánska návrhárka Chiara Giusti uviedla tento trend na príklade svojej doplnkovej línie oblečenia TECHNĒ . Šaty, ktoré boli vyvinuté spolu s firmou Superforma Fablab , boli 3D potlačené pomocou TPU aktivovaných napätím, ktoré mohli byť prispôsobené tak, aby sedeli a zároveň sa pohodlne nosili.
Podobne londýnska módna návrhárka Mingjing Lin v októbri ukončila výskum potenciálu parametrického modelovania . Podľa Lin je možné plynulosť 3D tlačených textílií dosiahnuť pomocou nových modelovacích algoritmov, ako sú napríklad tie, ktoré predtým nasadila pri spolupráci so spoločnosťou Sinterit pri navrhovaní oblečenia pre predstavenie pekinskej opery .
„Navrhujem, aby módni a textilní dizajnéri mohli vložiť naše znalosti zložitého tvaru tela a pohybu tela, ako aj citlivosti hmatových materiálov do aplikácie týchto digitálnych nástrojov na vytváranie zložitých, plynulých a splývavých vzorov,“ uviedol Lin.
Ak chcete mať prehľad o najnovších správach o 3D tlači, nezabudnite sa prihlásiť na odber bulletinu 3D Printing Industry alebo nás sledujte na Twitteri alebo lajknite našu stránku na Facebooku .
Hľadáte prácu v priemysle aditívnej výroby? Navštívte ponuky 3D Printing Jobs a vyberte si úlohy v priemysle.
Odporúčaný obrázok zobrazuje koncepčný obraz toho, ako by mohli vyzerať 3D tlačené mimosvetové štruktúry ICON. Obrázok prostredníctvom IKONY.
Vedci modelujú a 3D tlačia grafénové elektronické zariadenia
16. novembra 2020 Michael Molitch-Hou 3D tlač 3D tlačové materiály 3D tlač Výskum
Grafén, ktorý sa skladá z jednotlivých atómov uhlíka, sa považuje za zázračný materiál so širokou škálou aplikácií vďaka svojej vysokej pevnosti, ľahkosti, pružnosti a bezprecedentnej elektrickej vodivosti. Výroba veľkých grafénových častí vo veľkom však zostáva výzvou. Predchádzajúci výskum ukázal, že existujú rôzne metódy pre 3D tlač grafénu, ale veľkosť týchto techník je stále obmedzená. Okrem toho obidva tieto procesy a iné ako aditívne spôsoby výroby veľkoplošných grafénových vrstiev bránia niektorým požadovaným vlastnostiam materiálu, najmä elektrickej vodivosti.
Vedci z University of Nottingham teraz vyvinuli techniku pre 3D tlač grafénu pomocou atramentovej technológie, ktorá udržuje elektrické vlastnosti materiálov a otvára možnosti pre rad elektronických súčiastok, ako sú tranzistory a snímače. Štúdia s názvom „Medziploškový kvantový transport elektrónov a dier v grafénových zariadeniach tlačených atramentom“ je publikovaná v časopise Advanced Functional Materials .
3D tlačený fototranzistor vyrobený z „exfoliovaného vločky InSe, ktorá je v kontakte so šiestimi atramentovými tlačenými grafénovými prúžkami (každý obsahujúci 5 tlačených vrstiev, 7 riadkov), ktoré slúžia ako elektródy, na 300 nm SiO2 / Si substráte.“
Ako dvojrozmerný materiál sa grafén zvyčajne vyrába exfoliáciou jednotlivých vrstiev atómov karobu vo forme plochého plátu. Na výrobu viacvrstvového predmetu z tohto materiálu je potom potrebné ručné ukladanie týchto listov, čo je zjavne náročný proces. Na úplné využitie vlastností tohto zázračného materiálu prostredníctvom škálovateľného procesu vyvinul tím univerzity v Nottinghame metódu pre atramentové tlačiarenské farby naplnené vločkami grafénu. Navyše pomocou kvantového mechanického modelovania sú vedci schopní presne pochopiť, ako sa elektróny pohybujú cez vrstvy grafénu, aby kontrolovali elektrické vlastnosti tlačeného materiálu.
Profesor Mark Fromhold, vedúci Fakulty fyziky a astronómie a spoluautor článku, to uviedol takto:
„Prepojením základných pojmov v kvantovej fyzike s najmodernejším inžinierstvom sme ukázali, ako sa dajú vyrobiť zložité zariadenia na riadenie elektriny a svetla tlačením vrstiev materiálu, ktoré majú hrúbku len pár atómov, ale centimetre. Podľa zákonov kvantovej mechaniky, v ktorých elektróny pôsobia skôr ako vlny ako častice, sme zistili, že elektróny v 2D materiáloch sa pohybujú po zložitých trajektóriách medzi viacerými vločkami. Vyzerá to, akoby elektróny skákali z jednej vločky do druhej ako žaba poskakujúca medzi prekrývajúcimi sa ľaliovými vankúšikmi na hladine rybníka. “
Na tlač materiálu sa grafénové farby vyrobené z grafénových vločiek a etylcelulózy dispergovali do zmesi cyklohexanónu / terpineolu a tlačili sa na substrát metódou kvapky na požiadanie. Vrstvy sa potom žíhali vo vákuovej sušiarni pri 250 ° C, aby sa odstránilo rozpúšťadlo a rozložili sa prísady v atramente. Tím zistil, že čím väčší je počet vrstiev, tým nižší je elektrický odpor. Na demonštráciu možností materiálu tím 3D vytlačil fototranzistor vyrobený z grafénových elektród vytlačených na polovodičový kryštál.
Simulácia naplnených vločiek grafénu medzi dvoma kontaktmi.
Kľúčom k výskumu bolo pochopenie pohybu elektrónov za účelom čo najlepšej produkcie grafénových častí. Za týmto účelom tím modeloval vodivé vlastnosti siete vločiek vo vnútri tlačených častí a simuloval prenos náboja medzi vločkami grafénu, keď sa na simulované zariadenie aplikuje virtuálne napätie. Autori poznamenávajú: „Náš model odhaľuje mechanizmus transportu nosičov v tlačených grafénových vrstvách a ukazuje, že na dosiahnutie zariadení s vysokou vodivosťou je potrebná optimalizovaná hrúbka tlačených vrstiev s vysokou [baliacou frakciou].“
Aby výskumníci pochopili, ako bude tlačený grafén fungovať v zariadení vyrobenom z viacerých druhov materiálov, 3D tlačili tranzistor s efektom poľa. Elektrický odpor bol v skutočnosti vyšší, ako sa očakávalo u piatich tlačených vrstiev grafénu, v dôsledku miešania farieb medzi vrstvami.
Obrázok z optickej mikroskopie 3D tlačeného tranzistora s grafénovým poľom; „Mierka je 500 µm, rozstup medzi striebornými elektródami je 100 µm.“
Spoluautorka, Dr. Lyudmila Turyanska z Centra pre aditívnu výrobu, povedala o práci:
„Zatiaľ čo 2D vrstvy a zariadenia boli predtým 3D tlačené, je to vôbec prvýkrát, kto identifikoval, ako sa nimi pohybujú elektróny, a demonštroval potenciálne využitie kombinovaných tlačených vrstiev. Naše výsledky by mohli viesť k rôznorodým aplikáciám pre atramentové tlačené grafén-polymérové kompozity a radu ďalších 2D materiálov. Zistenia by sa mohli použiť na výrobu novej generácie funkčných optoelektronických zariadení; napríklad veľké a efektívne solárne články; nositeľná, flexibilná elektronika poháňaná slnečným žiarením alebo pohybom nositeľa; možno aj tlačené počítače. “
Ďalej tím plánuje spresniť ukladanie grafénu pomocou polymérov, aby ovplyvnil spôsob zarovnávania vločiek. Dúfajú tiež, že použijú rôzne typy atramentov s rôznymi veľkosťami grafénových vločiek. Vedci tiež vylepšia svoje počítačové simulácie tak, aby obsahovali informácie o tom, ako rôzne materiály spolupracujú. Nakoniec sa zameriavajú na vývoj metód hromadnej výroby prototypovaných zariadení.
Štítky: 3D tlačená elektronika • 3D tlačený grafén • 3D tlačové materiály • 3D tlačový výskum • Nottingham • University of Nottingham
Zázračný grafén je kľúčom k pevnejšiemu a ekologickejšiemu betónu
Grafén je označovaný ako revolučný alebo zázračný materiál zložený z jednoatómovej planárnej (2D) vrstvy, ktorú tvoria atómy uhlíka spojené do pravidelných šesťuholníkov. Ide pritom o najsilenejší umelo vytvorený materiál na svete. Vedci z britskej univerzity v Exeteri ho teraz použili na vytvorenie nového typu betónu, ktorý je tak oveľa pevnejší, odolnejší voči vode a zároveň ekologickejší v porovnaní s bežnými stavebnými betónmi.
Tím vedcov pre výrobu nového typu betónu vytvoril techniku ukladania vrstiev grafénu vo vode a potom upravenú vodu pridal do tradičných prísad pre vytvorenie betónu, ako je cement a štrk. Proces by mal byť údajne lacný a dá sa používať v moderných veľkokapacitných výrobniach betónu.
Počas testovania sa zistilo, že grafénom spevnený betón má až 146 percentný nárast pevnosti v tlaku v porovnaní s bežným betónom, 79,5 percentným nárast pevnosti v ohybe a jeho priepustnosť vody sa znížila o takmer 400 percent. Materiál spĺňa aj európske normy pre výstavbu.
Zvýšená pevnosť a odolnosť voči vode by mala umožniť vytvárať betónové konštrukcie, ktoré budú mať oveľa dlhšiu životnosť ako doteraz. Okrem toho pridanie grafénu do betónu údajne znižuje až o 50 percent iných použitých materiálov, vrátane cementu, ktorý je hlavným zdrojom emisií oxidu uhličitého. Podľa vedcov by tento faktor mal viesť k zníženiu emisií CO2 o 446 kilogramov na jednu tonu betónu.
Autor:Roman Mališka
Eko technológia využíva miestnu pôdu na 3D tlač štruktúr
Autor:
Zverejnené:
24. 8. 2020
Hodnotenie:
Zatiaľ, čo technológia 3D tlače umožňuje rýchlejšiu a lacnejšiu výstavbu budov, takéto konštrukcie sú zvyčajne vyrobené z betónu, čo však nie je príliš ekologické. Čoskoro však bude možné vytlačiť budovy aj šetrnejším spôsobom, s využitím miestnej pôdy.
Problém s betónom spočíva vo výrobe cementu, ktorý sa bežne používa ako spojivo. Podľa niektorých štúdií je tento proces zdrojom asi 8 percent svetových emisií oxidu uhličitého vyprodukovaných človekom. Pri hľadaní ekologickejšej alternatívy preto vedci z univerzity Texas A&M zamerali svoju pozornosť na formovateľnú ílovitú pôdu, ktorá sa nachádza pod ornicou na miestach po celom svete.
Začali s pôdou zo záhrady jedného z kolegov a pridali k nej netoxickú látku známu ako karboxymetyl (trimetyl) azanchlorid. Je to vedľajší produkt v odvetví spracovania cukrovej repy a jeho pridaním sa zvyšuje mikroskopická povrchová vrstva hliny. To zabránilo ílovitej pôde absorbovať vodu a rozširovať sa, čo by bolo dosť problematické, keby bol materiál použitý v budove. Vedci tiež pridali častice kremičitanu sodného a celulózové vlákna, ktoré pomáhali zlepiť hlinu k sebe tak, aby sa dala ľahšie extrudovať cez dýzu 3D tlačiarne.
Doteraz tím vytvoril testovacie 3D tlačené štruktúry v malom meradle, ktoré boli vyrobené zo stohovaných tlačených vrstiev ošetrenej hliny. Predtým, ako sa výskumníci pokúsia o čokoľvek väčšie, majú v úmysle zvýšiť schopnosť hliny niesť vyššie zaťaženia.
Tím nakoniec dúfa, že vyvinie chemickú „súpravu nástrojov“, ktorú by ľudia mohli použiť na premenu akéhokoľvek typu pôdy na 3D tlačové médium. To by nielenže eliminovalo potrebu cementu, ale aj minimalizovalo náklady na energiu a emisie skleníkových plynov, ktoré sa vyskytujú pri preprave ťažkých stavebných materiálov na veľké vzdialenosti na staveniská. Táto technológia by si mohla v budúcnosti nájsť využitie aj na iných planétach. Astronauti by tak mohli tlačiť štruktúry na Mesiaci alebo na Marse.
Grafen 3D tlač: úvod a trhový stav
3D tlač (alebo prídavná výroba) označuje proces, pri ktorom sa 3D tlačiareň používa na stohovanie vrstiev materiálu pod riadením počítača po 3D modeli (alebo inom elektronickom dátovom zdroji), čo vedie k vytlačenému trojrozmernému objektu.
Rôzne aplikácie pre 3D tlač zahŕňajú vizualizáciu dizajnu a prototypovanie, kovové odliatky, architektúru, vzdelávanie, zdravotnú starostlivosť, zábavu a ďalšie. Vzhľadom na to, že technológia 3D tlače sa naďalej vyvíja a rozvíja, vedci naznačujú možné biotechnologické využitia, ako je biopreprodukcia a počítačom podporované tkanivové inžinierstvo, ako aj maloobchodná výroba vlastných konečných produktov, ktoré môžu zmeniť tvár obchodu.
V dnešnej dobe existuje veľké množstvo procesov 3D tlače, ktoré sa líšia najmä spôsobmi ich vrstvenia a používanými materiálmi. Niektoré metódy roztavia alebo zmäknú materiál na vytváranie vrstiev, zatiaľ čo iné používajú kvapalné materiály alebo tenké vrstvy materiálu, ktoré sú nakrájané do tvaru a spojené. 3D tlačové materiály sú rôzne a zahŕňajú termoplasty, HDPE, gumu, jedlé materiály, hlinu, kovovú zliatinu a ďalšie. Nové technológie, ako je napúšťanie uhlíkových vlákien do plastov, umožňujú silnejší a ľahší materiál.
Grafen, jednonásobná atómová vrstva atómov uhlíka, usporiadaná v šesťuholníckej mriežke, sa opakovane nazýva "zázračným materiálom" vďaka obrovskému množstvu zaujímavých vlastností, ako je mimoriadna vodivosť, flexibilita a priehľadnosť.
Nanokompozitné materiály zlepšené grapénom výrazne zlepšujú tradičné materiály používané v 3D tlači, ako sú plasty. Grapénové nanoplacety, ktoré sa pridávajú do polymérov, robia materiály, ktoré sú mechanicky silnejšie a so zlepšenou tepelnou a elektrickou vodivosťou.
Architektka tlačí chutné a šťavnaté dezerty na 3D tlačiarni
- 3D tlač má síce do dokonalosti ďaleko, ale na výrobu sladkých pochúťok je priam ideálnou voľbou
- O tom, že 3D tlač je možné využívať aj inak ťa presvedčí šikovná architektka Dinara Kasko
3D tlač je technológiou budúcnosti. Je síce ešte pomalá, ale príde čas, keď nahradí klasickú výrobu. Počuli sme dokonca o možnostiach tlače častí automobilov, kde tak odpadá celá výrobná linka. Ukazuje sa však, že 3D tlačiareň môže poslúžiť aj inak. Napríklad na výrobu cukroviniek. Bude budúcnosť cukrárenskej výroby v 3D tlači? Zanikne cukrárenské remeslo? Až také zlé to pravdepodobne nebude, keďže ľudská ruka je zatiaľ nenahraditeľná. Architektka Dinara Kasko však experimentuje už v súčasnosti.
Jej dezerty z 3D tlačiarne vyzerajú na nerozoznanie od tých z rúk profesionálneho cukrára. Ich výroba má však jednu výhodu. Dezert môže vyzerať takmer akokoľvek. Stačí kreatívna myseľ. Prvým krokom je totiž návrh modelu v 3D programe. Ten sa následne vytlačí a chutný sladký dezert je na svete. Šikovná novodobá cukrárka 21. storočia ponúka svoje netypické recepty aj na svojej webovej stránke.
Roboty dokázali postaviť stoličku z Ikey za 10 minút
Je to úloha, ktorá otestuje trpezlivosť ľudí. Avšak, zdá sa, že roboty nás už dobiehajú.
Nový robot bol naučený tomu, aby úspešne postavil kúsok nábytku z Ikey. Jedného dňa môže odbremeniť od ľudí ťažkú prácu hľadania správnych skrutiek a ich vložení do správnych miest, čím nás zbaví tejto niekedy frustrujúcej práce.
Vedcom trvalo tri roky naprogramovať robot tak, aby jeho mechanické ruky, zveráky, senzory a 3D kamery mohli dať dokopy stoličku. Teraz mu to trvalo 8 minút a 55 sekúnd.
Vedci zo Singapúrskej technologickej univerzity Nanyang tvrdia, že nebude trvať dlho, kým roboty postavia kúsok nábytku z manuálnych, verbálnych pokynov, alebo iba pohľadom na obrázky.
„Dosiahli sme nízku schopnosť naučiť roboty „ako to urobiť,“ a v nasledujúcich 5 až 10 rokoch vyššia schopnosť „čo urobiť,“ bude možná tiež,“ tvrdí vedec Quang-Cuong Pham.
Pha povedal, že tím v NTU chce pracovať s expertmi na umelú inteligenciu, aby skúsili zdokonaliť proces.
Cindy Anderset, globálny manažér obchodu v oblasti kuchyni a stolovania v Ikey, povedal:
„Je zaujímavé vidieť príklad, ako roboty môžu potenciálne prispieť k vízii vytvoriť lepší život pre mnohých ľudí. Sme pozitívni ohľadom novej technológie.“
Singapur tlačí na spoločnosti, aby investovali do automatizácii a robotiky s cieľom zvýšiť produktivitu, pretože to udržuje tesnú slučku na zahraničnú pracovnú silu. Niektoré reštaurácie a hotely totiž využívajú roboty na doručovanie jedla pre zákazníkov a zbieranie tanierov a príborov.
Nové syntetické svaly priblížia realistické roboty
Nielen hodnoverné humanoidné roboty brzdí nedokonalosť ich mechanických kĺbov a pohonných jednotiek. Len s veľkými komplikáciami sa darí vyrobiť končatiny s potrebným počtom stupňov voľnosti. A ak to aj inžinieri zvládnu, dizajn ďaleko zaostáva za tým, čo dokázala príroda.
Namiesto terminátorov mäkké roboty
Nakoniec sa nám ale zrejme podarí prírodu v dostatočnej miere napodobniť. Výskumníci spoločnosti Columbia Engineering vyvinuli syntetické tkanivo vyrábané 3D tlačou, ktoré môže pôsobiť ako aktívny sval. Materiál zo silikónovej gumy a mikrobubliniek z etanolu sa dokáže stlačiť, ťahať, ohýbať a skrútiť a unesie až tisícnásobok svojej vlastnej hmotnosti.
POZRITE SIHybridný robot Handle od Google má doteraz najplynulejšie pohyby
Výskumníci tvrdia, že ide o najbližší umelý ekvivalent prírodzeného svalu. Na vývoji „mäkkých“ robotov stoja mnohé oblasti ich využitia ako pomocníkov v domácnosti, alebo asistentov a opatrovateľov starých, či nemocných ľudí.
ZDROJ | Columbia Engineering
Súčasné pohonné jednotky založené na hydraulike, alebo elektromotoroch, sú príliš neohrabané a neumožňujú tento cieľ dosiahnuť. Roboty vybavené novou technológiou syntetických tkanív by sa teoreticky mohli pohybovať ako ľudia a prirodzene uchopovať a zdvíhať predmety.
Vedci hľadali materiál pre syntetické svaly, ktorý dokáže odolávať vysokému namáhaniu aj stresovej záťaži.
Guma s alkoholom z 3D tlačiarne
Pri vývoji ľahkého a výkonného pohonu použil hlavný autor štúdie Aslan Miriyev, postdoktorand v laboratóriu Creative Machines, matricu so silikónovým kaučukom a etanolom rozloženým v mikrobublinkách.
Riešenie kombinuje elastické vlastnosti a schopnosť extrémnej zmeny objemu. Zároveň je ľahko vyrobiteľné z ekologicky bezpečných materiálov, a pritom nie je drahé. Po vytlačení do požadovanej 3D formy bol umelý sval elektricky ovládaný pomocou tenkého odporového drôtu a nízkeho napätia (8V), ktorý ho zahrieval.
POZRITE SINeotvárajme Pandorinu skrinku! Experti chcú regulovať smrtiace roboty
Testovaný bol v rôznych robotických aplikáciách, pričom vykazoval výraznú schopnosť roztiahnutia a kontrakcie pri expanzii až 900% po elektrickom ohreve na 80 ° C. Otázkou zostáva tepelná zotrvačnosť umelého svalu.
ZDROJ | Columbia Engineering
A. Miriyev uviedol, že nový mäkký funkčný materiál môže slúžiť ako robustný mäkký sval, ktorý má dobré šance priniesť revolúciu do konštrukcie mäkkých robotických riešení. Tento umelý sval dokáže tlačiť, ťahať, ohýbať, krútiť a dvíhať záťaž ako živý.
POZRITE SIDomáce aj priemyselné roboty môžu napadnúť hackeri, tvrdí IOActive
Na základe počiatočných experimentov vedci plánujú do umelého svalu zabudovať vodivé materiály, eliminujúce potrebu spojovacieho kábla. V ďalšej fáze uvažujú skombinovať tieto svaly s umelou inteligenciou, ktorá by sa ich naučila ovládať a dosiahnuť tak maximálnu prirodzenosť pohybu.
Nová technológia by mohla pomôcť nielen pri vývoji pohonov mäkkých robotov, ale mohla by aj vylepšiť mimiku tváre, takže cesta k realistickým humanoidným robotom je zrejme naozaj o čosi kratšia. V neposlednom rade môže pomôcť pri vývoji exoskeletonov, schopných zlepšiť kvalitu života postihnutým.
Revolučná 3D tlačiareň z Izraela
Izraelská spoločnosť XJet predstavila na veľtrhu RAPID 2016 v Orlande v máji 2016 úplne nový a prelomový model 3D tlačiarne, ktorá využíva unikátnu metódu tzv. „nano jetting“ (priama tlač nanočastíc) a stala sa prvou spoločnosťou ktorá používa 3D tlač kovov s veľmi vysokou presnosťou a vysokou kvalitou povrchu, rádovo lepšou ako doposiaľ konkurencia.
„Tlač nanočastíc je dôsledok mnohoročného vývoja v našich laboratóriách, ktoré sú na špičkovej úrovni a zamestnávajú mnoho kapacít z odboru.“ Povedal Hanah Gothait, generálny riaditeľ a zakladateľ XJetu. „Výsadou našej spoločnosti je aj to, že vlastníme už vyše 50 registrovaných patentov. Tlač nanočastíc prekonala mnoho prekážok a výziev, ktorým aditívna technológia doposiaľ čelila a my sme veľmi hrdí na výsledok.“
„Sme veľmi nadšení, že môžeme na trh priniesť túto technológiu, ktorá zaplnila medzeru na trhu. Jedná sa o technológiu schopnú tlačiť komplexné kovové výrobky s veľmi jemnými detailmi a vysokou metalografickou kvalitou.“ Povedal Dror Danai, vedúci oddelenia predaja XJetu.
Technológia „NanoParticle Jetting™“ (tlač nanočastíc) produkuje veľmi tenké vrstvy kvapiek, ktoré obsahujú kovové nanočastice alebo podporné nanočastice. Táto zmes je následne privedená na vstavanú posuvnú dosku. Táto metóda je univerzálna a rýchla.
Náplne sú dodávané v kazetových zásobníkoch na spôsob atramentovej tlačiarne, ale samozrejme vo väčšom. Výhoda je, že stav náplne je neustále monitorovaný a výmena je rýchla a jednoduchá.
Pri samotnej tlači vzniká vysoká teplota, že podporná kvapalina sa vyparí a nanočastice kovu sa roztavia a zlejú.
Doposiaľ odvetvie aditívnej technológie zápasilo s mnohými problémami, ktoré sa XJetu podarilo vyriešiť a spomenieme 3 z nich:
1. Presnosť – veľkosť nanočastíc umožňuje tlačiť ultra-tenké vrstvy a tým sú dosahované veľmi presné povrchy s jemnými detailmi. Súčasne XJet umožňuje tlačiť aj tenké steny.
2. Disperzia – injekčné hlavy systém XJetu umožňujú uvoľniť jemné kvapky nanočastíc a dosiahnuť rovnomerné vrstvy na povchu.
3. Univerzálnosť – podporné materiály, ktoré sú rôzne v závislosti od tlačeného materiálu, môžu byť ľahko odstránené a umožňujú aby bol vytlačený takmer akýkoľvek geometrický 3D model.
XJet teda v skratke prináša patentovanú technológiu tlače nanočasticami, ktorou je možné dosiahnuť bezkonkurenčnú presnosť a kvalitu povrchu za veľmi krátky čas.
XJet je zatiaľ v Európe novinkou, ale čoskoro ho budete môcť zakúpiť aj prostredníctvom spoločnosti Tecnotrade.
Casio Mofrel – tlačiareň, ktorá premení papier na kožu, drevo či kameň
Z klasických tlačiarní sme skočili rovno na 3D tlačiarne. Casio sa ale zastavilo niekde v polovici a predstavilo 2,5D tlačiareň, ktorá dokáže premeniť papier na prakticky akýkoľvek povrch.
Tlačiareň Casio Mofrel využíva špeciálne papiere, ktoré je pod vplyvom tepla možné upravovať tak, aby pripomínali povrch iných predmetov. Na jednu stranu papiera sa vytlačí vzhľad povrchu, čiže napríklad vzhľad kože.
POZRITE SICasio GPR B-1000 hodinky sa napájajú cez solárny panel
Na druhú stranu sa vytlačí čiernobiely podklad, podľa ktorého tlačiareň papier nahrieva. Výsledkom je akýsi kožený papier, ktorý je údajne na prvý pohľad nerozoznateľný od skutočnej kože. Takýmto spôsobom tlačiareň dokáže imitovať prakticky akýkoľvek povrch.
Casio Mofrel samozrejme nie je určená do domácnosti, ale do spoločností, ktoré potrebujú čo najrýchlejšie a najlacnejšie vyrábať prototypy nových produktov. Výrobcovia s tlačiarňou Mofrel si môžu pri každej drobnej zmene dizajnu vyrobiť nový prototyp, na ktorom si môžu okamžite vyskúšať, ako bude vyzerať ich finálny produkt.
Ešte chvíľu potrvá, kým sa Casio Mofrel stane bežnou súčasťou spoločností. Aktuálne totiž stojí 50 000 dolárov a zatiaľ sa predáva iba v Japonsku.
Domy vytištěné 3D tiskárnou by mohly poskytnout bydlení pro miliardu lidí bez přístřeší
Domy vytištěné na 3D tiskárně by podle startupu ICON mohly pomoci řešit naléhavou otázku bydlení, kterou se dnes musí zabývat více než miliarda lidí po celém světě. Austinská společnost své řešení představí na právě probíhající konferenci SXSW.
Startup vyvinul metodu pro vytištění jednopatrového domu o průměrné ploše 60 m2 z cementu za pouhých 12–24 hodin, přičemž celá procedura vyjde nesrovnatelně levněji než postavení nového domu. Vytištěný model domu má obývací pokoj, koupelnu, ložnici a krytý vchod. Díky vlastní metodě tisku je možné „zkonstruovat“ dům o ploše až 74 m2 , což je asi jen o 6 m2 méně, než kolik činí plocha průměrného bytu v New Yorku.
Pokud vše půjde podle plánu, nejdříve bude takto „postaveno“ 100 komunitních domů v Salvadoru. Firma se za tímto účelem spojila s neziskovou organizací New Story, která se zaměřuje na řešení otázky bydlení po celém světě. Staví domy např. v obcích postižených živelnou katastrofou na Haiti nebo nejchudším obyvatelům zmíněného Salvadoru či Bolívie. Metoda tisku společnosti by mohla pomoci nejen těmto obyvatelům dostat se k bydlení.
Podle jednoho ze zakladatelů společnosti Jasona Ballarda budou tištěné domy nejprve testovány jako kancelář, aby se vyzkoušelo jejich praktické použití. Ballard a jeho tým také do domů nainstaluje např. měřiče kvality vzduchu, dále se bude zjišťovat, jaký pach tímto způsobem vytvořený dům vydává, a zkoumány budou i další vlastnosti.
Vytištění domu pomocí 3D tiskárny Vulcan prý vyjde jen na 10 tisíc dolarů a náklady plánuje společnost ještě o 6 tisíc dolarů snížit. Až dokončí testování materiálu a doladí design domu, přesune se i s tiskárnou do Salvadoru, kde začne se „stavěním“ prvních domů, produkujících prý minimálně odpadních látek. Ballard věří, že časem by mohl 3D tisk řešit všechny typy bydlení a že se rozšíří i na jiné kontinenty, zejména do Afriky.
Pivo z 3D tlačiarne? Navrhli nový a lacnejší spôsob, ako vyrobiť zlatý mok
BRATISLAVA. Výskumníci z univerzity v americkom Seatlli prišli podľa serveru Digital Trends s novým, lacnejším a efektívnejším spôsobom, ako vyrobiť pivo.
Pomocou 3D tlačiarne vytvorili biologický reaktor, ktorý má zlepšiť proces kvasenia pri výrobe piva.
Pivo z 3D tlačiarne
Nové materiály a spôsoby trojrozmernej tlače vytvárajú priestor pre inovatívne postupy pri varení piva.
Bioreaktor, ktorý chcú výskumníci využívať pri varení piva, je vlastne hydrogél - materiál pozostávajúci z veľkého množstva vody ako napríklad želé.
Na výrobu piva však výskumníci použijú hydrogél, ktorý obsahuje aj kvasinky. Má tvar kocky a je veľký jeden kubický centimeter. Jeho výroba netrvá dlhšie ako päť minút.
Po vytlačení na 3D tlačiarni sa bioreaktor umiestni do glukózového roztoku, ktorý kvasinky uvoľnené z hydrogélu následne premenia na alkohol. Proces fermentácie má trvať asi štyri mesiace.
Nová technológia
Cieľom amerických výskumníkov je zlepšiť proces kvasenia pri výrobe piva.
Napríklad kvasinky uchované v hydrogéli môžu podľa vedúceho výskumu Alshakima Nelsona uľahčiť ich odstránenie na konci fermentačného procesu.
Výskumníci veria, že využitie 3D tlačiarne by sa v budúcnosti mohlo stať novou priemyselnou technológiou pri výrobe zlatého moku.
"Rokujeme s potenciálnymi partnermi, ktorí nám môžu pomôcť posunúť sa na ďalšiu úroveň," uviedol Nelson.
Nové syntetické svaly priblížia realistické roboty
Nielen hodnoverné humanoidné roboty brzdí nedokonalosť ich mechanických kĺbov a pohonných jednotiek. Len s veľkými komplikáciami sa darí vyrobiť končatiny s potrebným počtom stupňov voľnosti. A ak to aj inžinieri zvládnu, dizajn ďaleko zaostáva za tým, čo dokázala príroda.
Namiesto terminátorov mäkké roboty
Nakoniec sa nám ale zrejme podarí prírodu v dostatočnej miere napodobniť. Výskumníci spoločnosti Columbia Engineering vyvinuli syntetické tkanivo vyrábané 3D tlačou, ktoré môže pôsobiť ako aktívny sval. Materiál zo silikónovej gumy a mikrobubliniek z etanolu sa dokáže stlačiť, ťahať, ohýbať a skrútiť a unesie až tisícnásobok svojej vlastnej hmotnosti.
Výskumníci tvrdia, že ide o najbližší umelý ekvivalent prírodzeného svalu. Na vývoji „mäkkých“ robotov stoja mnohé oblasti ich využitia ako pomocníkov v domácnosti, alebo asistentov a opatrovateľov starých, či nemocných ľudí.
ZDROJ | Columbia Engineering
Súčasné pohonné jednotky založené na hydraulike, alebo elektromotoroch, sú príliš neohrabané a neumožňujú tento cieľ dosiahnuť. Roboty vybavené novou technológiou syntetických tkanív by sa teoreticky mohli pohybovať ako ľudia a prirodzene uchopovať a zdvíhať predmety.
Vedci hľadali materiál pre syntetické svaly, ktorý dokáže odolávať vysokému namáhaniu aj stresovej záťaži.
Guma s alkoholom z 3D tlačiarne
Pri vývoji ľahkého a výkonného pohonu použil hlavný autor štúdie Aslan Miriyev, postdoktorand v laboratóriu Creative Machines, matricu so silikónovým kaučukom a etanolom rozloženým v mikrobublinkách.
Riešenie kombinuje elastické vlastnosti a schopnosť extrémnej zmeny objemu. Zároveň je ľahko vyrobiteľné z ekologicky bezpečných materiálov, a pritom nie je drahé. Po vytlačení do požadovanej 3D formy bol umelý sval elektricky ovládaný pomocou tenkého odporového drôtu a nízkeho napätia (8V), ktorý ho zahrieval.
Testovaný bol v rôznych robotických aplikáciách, pričom vykazoval výraznú schopnosť roztiahnutia a kontrakcie pri expanzii až 900% po elektrickom ohreve na 80 ° C. Otázkou zostáva tepelná zotrvačnosť umelého svalu.
ZDROJ | Columbia Engineering
A. Miriyev uviedol, že nový mäkký funkčný materiál môže slúžiť ako robustný mäkký sval, ktorý má dobré šance priniesť revolúciu do konštrukcie mäkkých robotických riešení. Tento umelý sval dokáže tlačiť, ťahať, ohýbať, krútiť a dvíhať záťaž ako živý.
Na základe počiatočných experimentov vedci plánujú do umelého svalu zabudovať vodivé materiály, eliminujúce potrebu spojovacieho kábla. V ďalšej fáze uvažujú skombinovať tieto svaly s umelou inteligenciou, ktorá by sa ich naučila ovládať a dosiahnuť tak maximálnu prirodzenosť pohybu.
Nová technológia by mohla pomôcť nielen pri vývoji pohonov mäkkých robotov, ale mohla by aj vylepšiť mimiku tváre, takže cesta k realistickým humanoidným robotom je zrejme naozaj o čosi kratšia. V neposlednom rade môže pomôcť pri vývoji exoskeletonov, schopných zlepšiť kvalitu života postihnutým.
Práce na prvom 3D-vytlačenom mrakodrape v Dubaji začnú v roku 2023
Cazza odhalilo plány pre začiatok konštrukcie prvého 3D-vytlačeného mrakodrapu v Dubaji v nasledujúcich 5 rokoch.
Výkonný riaditeľ 3D-tlačiacej spoločnosti Chris Kesley, ktorý vytvoril 3D-tiačiacu štruktúru, odhalil ďalšie detaily rekordného projektu na výstave The BIG 5 2017.
Kelsey pri rozhovore s organizátormi eventu, dmg Events Middle East, Asia & Africa tvrdil, že 3D-tlačiaca technológia bude viesť k efektívnejším a rentabilnejším prístupom k dizajnu budov.
Taktiež podotkol, že Dubai bude je dobre umiestnený na to, aby sa stal „ďalším centrom svetovo-meniacich sa inovácii“.
„3D tlač znamená totálnu novinku v spôsobe, akým staviame s betónom. Už nie sme viazaní na priame tvary alebo formy, ani na náročné pracovné metódy predstavujúce bezpečnostné riziká pre pracovníkov. Sme schopní vytvoriť akýkoľvek dizajn si pomyslíte, čím zvyšujeme kreativitu a tlačíme limity architektúry ďalej. Pomocou optimalizácie topológie a voľnosti danej 3D tlače s dizajnom môžeme vytvoriť dlhšie štruktúry s použitím menšieho množstva materiálov,“ povedal Kelsey, čím zdôraznil environmentálne výhody tejto technológie.
Cazza v súčasnosti spolupracuje s architektmi na vytvorenie nového prístupu k bývaniu, zatiaľ čo sa sústredí na bezpečnosť, udržateľnosť a rentabilitu. Okrem vybudovanie prvého 3D-vytlačeného mrakodrapu v Dubai, Kelsey dodal, že je zaviazaný k podpore vízie emirátov mať 25 % budov 3D-vytlačených do roku 2030 a uistiť, že 30 % regionálnych stavebných spoločností do nasledujúcich 5 rokov využívajú technológiu spoločnosti.
„Sme schopní vytvoriť štruktúry, ktoré splynú s prostredím. Môžeme jednoducho vytvoriť štruktúry, ktoré využívajú výhody miestneho prúdu vzduchu,