Technologia Rapid Prototyping zaprzęga do pracy energię słoneczną [materiał wideo]

Technologia Rapid Prototyping zaprzęga do pracy energię słoneczną [materiał wideo]

Markus Kayser to człowiek, który wprowadza nas w nowy wymiar alternatywnego postrzegania produkcji. W projekcie Solar-Sinter angażuje siły natury, aby w niecodzienny sposób wytwarzać szklane przedmioty.

W dobie troski o źródła energii i wyczerpujących się zasobów materiałów, projekt Markusa Kayser’a otwiera przed nami metody wytwarzania na pustyni, jako alternatywnej formy produkcji. Słońce i piasek, właściwe dla pustynnego krajobrazu, są wykorzystywane odpowiednio jako surowiec energetyczny oraz materiał do produkcji szklanych przedmiotów przy użyciu metody druku 3D, który jest pomostem pomiędzy naturalnymi materiałami i energią, a nowoczesną technologią wytwarzania.

Piasek złożony z krzemu, podgrzany do temperatury topnienia i pozostawiony do ostygnięcia, twardnieje jak szkło. Ten proces przekształcania substancji sypkich do postaci stałej przy udziale zewnętrznego ciepła jest znany jako spiekanie i w ostatnich latach stał się głównym procesem w projektowaniu prototypów w postaci druku 3D lub SLS (selektywne spiekanie laserowe). Drukarki 3D, jak wiadomo, wykorzystują technologię laserową do tworzenia bardzo dokładnych obiektów 3D z różnych materiałów – proszku, tworzyw sztucznych, żywic i metali. Przedmioty wykonane w tej technologii są fizycznym odzwierciedleniem modelów bryłowych projektowanych za pomocą oprogramowania 3D. Użycie promieni słonecznych zamiast lasera, oraz piasku zamiast, na przykład żywic, wprowadza grunt pod odkrycie maszyny zasilanej energią słoneczną i realizacji procesów produkcyjnych do wytwarzania przedmiotów ze szkła, a do których powstania można wykorzystać ogromne zasoby piasku i energii słonecznej.

Solar-Sinter bazuje na mechanizmie druku zastosowanym w drukarkach 3D. Duża soczewka Fresnela (1,4mx1m) jest umieszczona tak, aby ciągle była pozycjonowana możliwie prostopadle do promieni słonecznych. Dzieje się tak dzięki układowi elektronicznemu, który zawiaduje jej ruchem, poprzez przesuwanie soczewki w kierunku pionowym i poziomym i obraca całym urządzeniem w ciągu dnia. Soczewka jest umieszczona w jego centralnym punkcie i ogniskuje promienie słoneczne w centrum maszyny i na wysokości górnej części gniazda z piaskiem, w którym obiekty budowane są warstwa po warstwie. Silniki krokowe napędzają dwie aluminiowe ramki, które poruszają gniazdem w osi X i Y. W obrębie maszyny znajduje się platforma, która może poruszać zbiornik piasku wzdłuż osi Z, dozując określoną ilość piasku w każdym cyklu. Dwa ogniwa fotowoltaiczne zapewniają energię elektryczną do ładowania akumulatorów, które z kolei zasilają napędy i całą elektronikę. Ogniwa fotowoltaiczne, w połączeniu z butelkami wypełnionymi piaskiem, mają również zastosowanie jako przeciwwaga dla dużej soczewki na froncie.

Maszyna posiada elektroniczną platformę i może być sterowana z poziomu klawiatury oraz ekranu LCD. Wykonane komputerowo modele 3D, które mają zostać wytworzone, są importowane do maszyny dzięki karcie SD. Pliki te posiadają kod, który zawiaduje ruchem urządzenia w układzie współrzędnych ze specjalnie dobraną prędkością, podczas gdy soczewka skupia wiązkę światła, wytwarzające temperaturę w granicach 1400°C and 1600°C. Jest to większa ilość energii cieplnej, niż potrzebna, by stopić piasek. Przez kilka godzin, warstwa po warstwie, model zostaje budowany w gnieździe z piaskiem, a widoczna pozostaje tylko górna warstwa, która się z niego wyłania. Kiedy wydruk się zakończy, obiekt zostaje pozostawiony do ostygnięcia, zanim zostanie odgrzebany ze swojej osnowy. Podczas gdy, górna powierzchnia jest twardym szkłem, rewers jest szorstki i piaszczysty. Dokładny kolor szkła będzie zależeć od składu piasku i będzie inny dla każdej pustyni. Dzięki mieszaniu rozmaitych piasków, można sterować kolorem i właściwościami wykonanego obiektu.



(rr)