Если раньше 3D-принтеры были экзотикой, доступной лишь избранным, то сейчас они стали общепринятым и эффективным инструментом на производстве. С их помощью создаются сложнейшие конструкции, но есть и существенные ограничения. Например, напечатать ничего не получится в неблагоприятных, экстремальных или походных условиях. По этой причине специалисты из лондонского Imperial College разработали совершенно новый принцип трёхмерной печати.

3D-печать

Из многочисленных способов создания различных конструкций и объектов этот показал себя одним из самых эффективных. При помощи трёхмерной печати можно выстраивать конструкции любого масштаба, создавать детали механизмов и даже биопротезы. Единственное условие, которое придётся соблюсти – это установка принтера в таком месте, где он сможет работать. К сожалению, это сильно сужает область его применения, 3D-принтер невозможно использовать для решения оперативных задач, где работы требуется проводить непосредственно на месте, в полевых условиях. Печать могла бы оказаться очень полезной во множестве случаев, например, во время ликвидации аварий, в труднодоступных местах или же на очень большой высоте, куда человек может попасть только со специальным снаряжением, да и то после серьёзной подготовки.

Конечно, инженеры и исследователи разработали целый ряд решений для подобных случаев, но их нельзя назвать ни быстрыми, ни удобными, ни очень эффективными. В этом мог бы оказать посильную помощь 3D-принтер, но использование существующих моделей в столь сложных условиях практически невозможно. Поэтому учёные из Imperial College совместно с Empa (швейцарскими лабораториями) решили разработать новый вид принтера, задействовав для этого всем привычный и очень распространённый инструмент, а именно квадрокоптеры.

Принтер-квадрокоптер

У дронов есть очень интересная и полезная способность: управляемые извне, они могут свободно передвигаться по воздуху и залетать в недоступные человеку места. Во время работы с ними специалисты снабжают их разнообразным навесным оборудованием, необходимым для выполнения текущих работ. Английские учёные рассудили, что список используемого оборудования вполне можно расширить, добавив в него принтер, который разительно отличается от всего, что приходилось создавать до сих пор. Грузовой дрон, разработанный непосредственно исследователями, оснастили канистрой с расходным материалом, а также единственным соплом для печати. Суть метода состоит в том, что дрон будет зависать над площадкой на нужной высоте и при помощи установленного на нём оборудования «рисовать» контур будущего объекта. Таким образом слой за слоем и будет осуществляться печать.

Для контроля текущего положения беспилотника используются несколько камер. С их помощью дрон размещается точно в заданных координатах и передвигается по требуемой траектории. Дрон полностью автономный и управляется искусственным интеллектом, хоть человек и может вмешиваться в его работу в критических ситуациях.

Между тем, он не может работать самостоятельно, поскольку все его действия должны корректироваться в зависимости от текущей ситуации и с учётом возникающих в процессе возможных отклонений. Для контроля и корректировки исследователи использовали ещё один дрон меньших размеров, на котором установлены только камеры. После каждого захода и напечатанного слоя он зависает над конструкцией, сканирует её и сверяет полученные данные с заложенным в него проектом. Если имеются отклонения, он вносит поправки и передаёт «дрону-рабочему» откорректированные данные для нанесения следующего слоя.

Как заявили исследователи, в ходе испытаний им удалось напечатать две башни, одну из пенополиуретана, а вторую из быстро цементирующегося бетона. Оба дрона работали совместно и подтвердили общую работоспособность метода. На его основе в дальнейшем можно разработать подходящее оборудование и повысить точность выполнения задач.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!