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Forscher der Columbia University kreieren 3D-gedrucktes Holz mit realistischer Maserung

Forscher der Columbia University kreieren 3D-gedrucktes Holz mit realistischer Maserung
Anonim

Forscher der Columbia University kreieren 3D-gedrucktes "Holz" mit realistischer Maserung

Ingenieure der Columbia University haben einen Block "digitales Holz" mit einer Voxel-Technik dreidimensional gedruckt, die die Erstellung von Objekten mit reichhaltigen internen Texturen ermöglicht.

Der Harzblock ist einer Olivenholzprobe nachempfunden, wobei das exakte Körnungsmuster durchgehend nachgebildet ist.

Aufgrund der Maserung und des Farbverlaufs war diese Art von Holzeffekt bisher nicht für den 3D-Druck geeignet. Das Team der Columbia University verwendete jedoch aufkeimende Technologien, um das Design zu erstellen.

Zunächst verwendeten sie die destruktive Tomografie, um ultrafeine Schnitte des Holzes zu fotografieren, die von einer CNC-Fräse auf eine Breite von nur 27 Mikrometern (0, 027 Millimeter) geschnitten wurden.

Der Stapel von 230 Bildern wurde dann einem Stratasys J750 PolyJet-Drucker zugeführt, der in der Lage ist, verschiedene Farben und Materialien unter Verwendung von Voxeln zu drucken.

Voxel sind wie Pixel im 3D-Raum - sie sind die kleinsten Elemente, in die ein Objekt im Entwurfsprozess unterteilt werden kann.

Mit dem Voxeldruck können Designer festlegen, welche Eigenschaften jeder Punkt in einem 3D-Raum haben soll - das Team der Columbia University sagte, dass dies für den Stratasys J750 etwa 760 Milliarden einzelne Voxel sind.

Die Forscher - Fabian Stute, Joni Mici, Lewis Chamberlain und Hod Lipson - erläuterten ihre Methode in einem Artikel, der in der Zeitschrift 3D Printing and Additive Manufacturing veröffentlicht wurde.

"Das endgültige gedruckte Objekt ähnelt dem ursprünglichen Holzblock in seinem äußeren Erscheinungsbild und in seinem inneren Farbmuster sehr stark, was bestätigt wird, wenn der Block geschnitten oder zerbrochen wird", sagten sie.

Die Ingenieure kontrollierten den Farbwert jedes Punktes, um ihr digitales Holz herzustellen, aber sie sagten, dass die gleiche Technik eines Tages auch mit anderen Materialeigenschaften, wie z. B. der Steifheit, verwendet werden könnte.

"Da der Voxeldruck zu komplex angeordneten Materialpartikeln im gesamten resultierenden Objekt führt, bietet er Designern nahezu unbegrenzte Herstellungsmöglichkeiten", sagten sie.

"Um jedoch sein immenses Potenzial voll auszuschöpfen, müssen die Designtools und -paradigmen entsprechend aktualisiert werden."

Die Forscher schreiben, dass sowohl der Stratasys-Drucker als auch der Multi Jet Fusion von Hewlett Packard Voxeldrucken können, dass es jedoch derzeit schwierig ist, die Druckdateien zu erstellen, da es an Designtools und -prozessen mangelt.

"Gegenwärtig bleibt ein Großteil des Voxeldruck-Workflows dem Designer überlassen, der mit einer Vielzahl unterschiedlicher Software-Tools und -Prozesse vertraut sein muss, z.

Die Forscher rechnen jedoch mit einer Zukunft, in der der Voxeldruck weit verbreitet sein wird und Hersteller so einfach Dateien herunterladen können, wie wir derzeit auf ein zweidimensionales Bild von Holz zugreifen können. Zu diesem Zweck beziehen sie ihre abgebildeten Holzmuster aus diesem Projekt im Open-Sourcing-Verfahren.

Ein weiteres Projekt zur Erforschung der Rolle von Voxeln im 3D-Druck war der von Bartlett entworfene Voxel-Stuhl, dessen kompliziertes Innenmuster in einer durchgehenden Kunststofflinie wiedergegeben ist.