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Wie 3-D-Druck Häuser in kleine Fabriken verwandelt

2021

Cho

1984 baute der Erfinder Charles Hull die erste Rapid-Prototyping-Maschine, ein gewaltiges Gerät, das aus digitalen Entwürfen schichtweise aufgebaute Kunststoffmodelle machte. Seitdem sind 3D-Drucker von raumfüllenden Ungetümen auf Tischboxen geschrumpft, die nur noch größer sind als ein typischer Tintenstrahl. Die Kosten sind von Hunderttausenden Dollar auf nur noch 500 Dollar gesunken. Infolgedessen blühte der Hausdruck auf, und Amateure "fabrizierten" alles aus Plastik, von Handytaschen bis hin zu maßstabsgetreuen Modellen von Rodins Walking Man. Doch so geschickt das Basteln auch sein mag, es ist einfach der erste Akt des 3D-Drucks. Das wahre Versprechen ist viel größer: Jedes Haus in ein selbsttragendes Produktions- und Recyclingzentrum zu verwandeln.

Die Änderungen, die diese Transformation ermöglichen, finden bereits statt. Derzeit sind Heimdrucker wie Hulls Maschinen aus Kunststoff gefertigt. Industriedrucker haben sich jedoch dahingehend weiterentwickelt, dass sie eine Vielzahl von Materialien drucken, von Glas bis Stein. Der Druckerhersteller Objet hat den Connex500 herausgebracht, einen 250.000 USD teuren Drucker, der mit 14 Polymeren gleichzeitig arbeitet.

Forscher des Creative Machines Lab der Cornell University haben kürzlich eine Maschine entwickelt, mit der Komponenten gedruckt werden, die für das Funktionieren der Elektronik von entscheidender Bedeutung sind, sowie ein funktionierender Elektromagnet und eine funktionierende Batterie. Heimdrucker sind bereit, einer ähnlichen Entwicklungskurve zu folgen. Laut Hod Lipson, dem Leiter des Creative Machines Lab, sind Multimaterialdrucker für Endverbraucher weniger als ein Jahrzehnt entfernt.

Anstatt einen Lampenschirm aus Kunststoff herzustellen, drucken die Hersteller die Komponenten der gesamten Lampe. Mit der zunehmenden Leistungsfähigkeit der Drucker wächst auch das Ökosystem der 3D-Entwürfe und Designtools, wodurch das Drucken zu Hause einfacher und einfacher wird. Bei Thingiverse können Hersteller eine Datenbank mit Tausenden von herunterladbaren Designs durchsuchen. Die Autodesk-Konstruktionssoftware konvertiert digitale Schnappschüsse realer Objekte in 3D-Muster. Und Adobe entwickelt ein Programm, mit dem Entwürfe vor dem Drucken auf strukturelle Mängel überprüft werden.

Alleine durch solche Fortschritte wird der Heimdruck von einer Neuheit zu einer Notwendigkeit. (Anstatt einen Lampenschirm aus Kunststoff herzustellen, drucken die Hersteller die Komponenten der gesamten Lampe, der Verkabelung, des Steckers und aller Teile.) Wirklich transformierende Veränderungen werden jedoch aus einer anderen Branche kommen: dem Recycling. Ab den 1970er Jahren haben Maschinen in Recycling-Zentren Kunststoff zu Rohmaterial zermahlen, aus dem Unternehmen alles herstellen, vom Spielzeug bis zum Teppichboden.

Ähnliche Prozesse existieren für Metall und Glas. Im Januar stellte Tyler McNaney, Student am Vermont Technical College, den Filabot vor, eine Maschine, mit der Plastik zu Hause wiederaufbereitet wird. Das Tischgerät zermahlt und schmilzt den meisten recycelbaren Kunststoff zu dem in 3D-Druckern verwendeten Rohfaden. Wenn Geräte wie Filabot Erfolg haben, werden Hersteller nicht nur neue Objekte in ihren Werkstätten herstellen, sondern auch alte für andere Zwecke verwenden.

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