Onderzoekers vonden een manier om "3D Printed Wood" te maken: de resultaten zijn verbluffend

Als het gaat om de materialen die zullen worden gebruikt om toekomstige steden te bouwen, zou je denken dat we veel beter kunnen dan hout. De maatschappij is tenslotte ongeveer drie of vier millennia geleden afgestudeerd aan sterkere stenen constructies. Maar om redenen variërend van esthetiek tot duurzaamheid, kan hout op het punt staan ​​om terug te komen.

Ten eerste, terwijl het niet direct bijdraagt ​​aan problemen zoals ontbossing, is het maken van beton een rommelig, emissie-zwaar proces: het mengen van 1.000 dus pond van het spul leidt ook tot ongeveer 1.000 pond in overeenkomstige emissies, volgens een sectorrapport. Het is ook lelijk.

Gelukkig heeft een groep ingenieurs die werkzaam is aan Columbia University een potentiële oplossing voor beide problemen ontwikkeld: "Digitaal hout" dat kan worden gemaakt met een 3D-printer. Hun resultaten zijn verbluffend op zichzelf, maar terwijl ze de meest recente editie van 3D-printen en additieve productie, hun nieuwe methode is misschien wel de meest interessante vondst in hun onderzoek.

Waarom maak je 3D-gedrukte "digitale hout"?

In hun nieuwe paper beschrijven de auteurs een soort playbook waarvan ze zeggen dat ze in essentie nieuwe materialen kunnen "photoshoppen" om ze bepaalde visuele eigenschappen te geven. De doorbraak hier is dat ze hebben laten zien dat dit mogelijk is met zelfs "anisotrope" materialen zoals hout, die vooral ingewikkeld zijn om te repliceren omdat ze verschillende fysieke eigenschappen bevatten, afhankelijk van de richting waarin je ze nadert (hout is bijvoorbeeld sterker tegen de korrel).

"Hoewel dit werk gericht was op digitale reproduceerbaarheid van hout, kan dezelfde aanpak worden toegepast op vele andere anisotrope materialen", schrijven de onderzoekers. "Bovendien heeft deze studie aangetoond dat het mogelijk is om 3D-structuren te 'photoshopen' om van kleur te veranderen, samen met het potentieel om interne structuren toe te passen op willekeurig complexe vormen. '

Het maken van digitaal hout dat op hout lijkt, was geen eenvoudige opgave en vereiste een waslijst met technieken. Ten eerste, om een ​​exacte kopie van de visuele eigenschappen van hout te krijgen, gebruikten onderzoekers een proces genaamd destructieve beeldvorming waarbij het hout werd afgebroken tot kleine monsters en gefotografeerd. Vervolgens hebben ze deze afbeeldingen naar een 3D-printer gestuurd, die ze in 3D-printerklare inkt heeft omgezet met behulp van een dithering-algoritme (dithering is een afbeeldingstechniek waarbij twee verschillend gekleurde pixels naast elkaar worden geplaatst om een ​​derde kleur te krijgen).)

De digitale houtblokken werden vervolgens afgedrukt met behulp van een Stratasys J750-printer, die een metalen rol gebruikt om de onvolmaaktheden veroorzaakt door 3D-printen met verschillende materialen te verzachten.

Het is om een ​​aantal redenen een interessante techniek, afgezien van esthetiek. Een van de belangrijkste redenen waarom 3D-printen niet heeft geleid tot de "nieuwe industriële revolutie" voorspeld door de early adopters, is dat een 3D-printer alleen zo nuttig is als de materialen die u erin stopt; en de dunne, goedkope thermoplast die het meest wordt gebruikt bij commercieel 3D-printen, is niet robuust genoeg voor veel industriële toepassingen. Ontwikkelingen zoals 3D-printers die metaal kunnen verwerken, of technieken die bestaande 3D-drukinkt kunnen verfijnen, kunnen daar verandering in brengen.