Журнал наноматериалов и молекулярных нанотехнологий

Проектирование и разработка 3D-принтера для дома

Идрис Аль Исмаили

Инновация в области печати домов — одна из важнейших технологий, которая принесет человечеству бесчисленное множество преимуществ, заключающихся в получении достойного доступного дома с наименьшими затратами и в кратчайшие сроки. Традиционные методы, используемые для строительства домов, неэффективны, проект имеет большое значение для нашей страны Оман, где строительная отрасль страдает от многих проблем, будь то низкий уровень производительности или нехватка квалифицированных рабочих в дополнение к другим серьезным проблемам. Цель проекта — продемонстрировать идею печати домов путем разработки прототипа, который можно использовать для печати бетона слой за слоем, чтобы сформировать базовую структуру, похожую на небольшой дом. Группа представила подробный проект прототипа, который будет реализован и использован для демонстрации технологии. Технология 3D-печати (FDM) 3D-печать с использованием твердого материала может быть выполнена различными способами. Часто используемый метод — моделирование методом послойного наплавления (FDM). Соответствующий материал нагревается до температуры чуть выше точки плавления с помощью нагревательного элемента (ожижителя), содержащегося в экструзионной головке, и наносится в полужидкой форме слой за слоем на платформу для сборки. Также можно использовать материал поддержки, который имеет отдельную насадку для печати съемного материала для поддержки выступов и особенно тонких участков модели. Этот материал поддержки удаляется после завершения, оставляя предполагаемую 3D-модель позади (Cooper, 2001). Домашние 3D-принтеры используют технологию экструзии. Внешний вид некоторых моделей можно сравнить с настольными 3D-принтерами FFF/FDM большого размера, тогда как другие состоят из вращающегося механического рычага. В качестве нити используются компоненты пастообразного типа, такие как бетон или земля. Материал выталкивается из специальной насадки для формирования слоев, проектируя фундамент и стены дома или здания. Моделирование методом послойного наплавления (FDM) или изготовление методом послойного наплавления (FFF) — это процесс аддитивного производства, который относится к семейству экструзии материалов. В FDM объект создается путем выборочного нанесения расплавленного материала по заранее определенному пути слой за слоем. Используемые материалы представляют собой термопластичные полимеры и поставляются в форме нити. FDM — наиболее широко используемая технология 3D-печати: она представляет собой самую большую установленную базу 3D-принтеров в мире и часто является первой технологией, с которой сталкиваются люди. В этой статье представлены основные принципы и ключевые аспекты технологии.