Forskere fant en måte å lage "3D Printed Wood": Resultatene er fantastiske

Når det gjelder materialer som vil bli brukt til å konstruere fremtidige byer, tror du vi kunne gjøre mye bedre enn tre. Tross alt gikk samfunnet ut til sterkere steinkonstruksjoner om tre eller fire årtusener eller så siden. Men for grunner som spenner fra estetikk til bærekraft, kan tre være i ferd med å komme tilbake.

For en, mens den ikke bidrar som direkte til problemer som avskoging, er betong en rotete, utslipps-tung prosess: Ved å blande 1000 så mange pounds av stoffene, kommer det til rundt 1000 pounds i tilsvarende utslipp, ifølge en bransjerapport. Det er også styggt.

Heldigvis har en gruppe ingeniører som jobber ved Columbia University utviklet en potensiell løsning for begge problemene: "Digital wood" som kan opprettes ved hjelp av en 3D-skriver. Resultatene deres er fantastiske i seg selv, men som de legger ut den nyeste utgaven av 3D-utskrift og additivproduksjon, deres nye metode kan være det som til slutt er det mest interessante funnet i deres forskning.

Hvorfor lage 3D-trykt "Digital Wood"?

I deres nye papir beskriver forfatterne en slags playbook som de sier, kan i hovedsak "photoshop" nye materialer for å gi dem visse visuelle egenskaper. Gjennombruddet her er at de viste at dette er mulig med like "anisotropiske" materialer som tre, som er spesielt kompliserte å replikere fordi de inneholder forskjellige fysiske egenskaper, avhengig av hvilken retning du nærmer dem fra (tre er for eksempel sterkere mot kornet).

"Mens dette arbeidet fokuserer på digital reproduserbarhet av tre, kan samme tilnærming brukes på mange andre anisotropiske materialer," skriver forskerne. "Dessuten har denne studien vist muligheten til å" photoshop "3D-strukturer for å endre farge sammen med potensialet for å anvende interne strukturer til vilkårlige komplekse former."

Å lage digitalt tre som faktisk ser ut som tre, var ikke lett, og krevde et vaskeri liste over teknikker. For det første for å få en presis kopi av treets visuelle egenskaper, brukte forskere en prosess som kalles destruktiv avbildning hvor treet ble brutt ned i små prøver og fotografert. De matet disse bildene til en 3D-skriver, som konverterte dem til 3D-skriver-klar blekk ved hjelp av en dithering-algoritme (dithering er en bildebehandlingsteknikk hvor to forskjellige farget piksler plasseres ved siden av hverandre for å skape utseendet til en tredje farge.)

De digitale treblokkene ble deretter skrevet ut ved hjelp av en Stratasys J750-skriver, som bruker en metallvals for å jevne ut de mangler som er opprettet ved 3D-utskrift ved hjelp av forskjellige materialer.

Det er en interessant teknikk av flere grunner, estetikk til side. En av hovedgrunnene til at 3D-utskrift ikke har ført til den "nye industrielle revolusjonen" som antydet av sine tidligere adoptere, er at en 3D-skriver bare er like nyttig som materialene du legger inn i det; og den tynne, billige termoplast som oftest brukes i kommersiell 3D-utskrift, er ikke robust nok til mange industrielle anvendelser. Utviklinger som 3D-skrivere som kan håndtere metall, eller teknikker som kan forfine eksisterende 3D-blekk, kan endre det.