В настоящее время технологии по глубокой переработке пластиковых изделий получили широкое распространение. В частности, такие материалы, как PET и HDPE, могут быть преобразованы в исходное сырье для 3D-печати. Однако новаторы вышли за рамки основных стандартных методов, разработав программное обеспечение TrussFab, которое позволяет создавать из вторичного пластика прочные и функциональные конструкции на основе простых трехмерных моделей с помощью специальных алгоритмов. Данная разработка представляет собой интегрированную систему, обеспечивающую создание крупномасштабных объектов, способных выдерживать значительные нагрузки, включая вес человека. Технология TrussFab объединяет процессы переработки материалов и 3D-печати. Архитектурные особенности создаваемых конструкций базируются на использовании треугольных элементов, что предотвращает деформацию отдельных бутылок: согласно сведениям разработчиков, такие элементы обладают высокой устойчивостью к вертикальным нагрузкам при сохранении структурной целостности изделия.

Система основана именно на этом свойстве и распределяет силы соответствующим образом. Такое расположение, в конечном итоге, позволяет конструкции выдерживать вес.

Исследователи из Hasso Plattner Institute в Германии создали TrussFab, новый программный продукт, который превращает цифровые 3D-модели в структуры, изготовленные из обычных пластиковых бутылок.

Пластиковые бутылки есть везде. Вы найдете их в супермаркете, в вашем холодильнике и, вероятно, в ваших руках в какой-то момент на этой неделе.

Но бутылки можно также найти в местах, где они действительно являются вредным мусором: на свалках, в  уличных канавах и даже в океане.

К счастью, переработка пластиковых бутылок становится обычной практикой. Многие бутылки изготовлены из полиэтилентерефталата (ПЭТ) или полиэтилена высокой плотности (HDPE), оба из них относительно хорошо перерабатываются, а полученный материал из этих бутылок может быть превращен в нечто новое, например, с помощью 3D-печати.

Однако измельчение бутылки  и превращение ее в бесформенный пластик – не единственный способ ее утилизации.

Исследователи из Hasso Plattner Institute в Германии недавно продвинулись в стремлении превратить использованные пластиковые бутылки в полезные объекты, создав программу, превращающую обычные пластиковые бутылки в большие взаимосвязанные структуры.

TrussFab – это невероятное новое программное обеспечение исследователей, которое может автоматически генерировать, основанные на бутылках, структуры из простых 3D-проектов. TrussFab использует умные алгоритмы и его возможности кажутся практически безграничными. Вам нужен новый стул? Нарисуйте его в TrussFab и приложение покажет вам, как построить его из пластиковых бутылок. Как насчет моста, способного выдержать вес человека? И в этом случае TrussFab  не подведет.

Созданная как «комплексная сквозная система, которая позволяет пользователям изготавливать крупномасштабные структуры, которые достаточно прочны, чтобы выдержать человеческий вес», TrussFab фактически занимается не только пластиковыми бутылками, а использует их в процессе 3D-печати.

Бутылки, конечно, не предназначены для использования в качестве строительных блоков, но исследователи Hasso Plattner Institute поняли, что в 3D-печати можно использовать  специфические соединители, которые безопасно связывают несколько бутылок. TrussFab может автоматически создавать 3D-файлы для их печати.

Умные алгоритмы в редакторе могут определить, является ли модифицированный дизайн структурно жизнеспособным: «Интегрированный структурный анализ TrussFab вычисляет внутренние силы в новой структуре и предупреждает пользователей, если она может сломаться», объясняют исследователи.

Когда дизайн на основе бутылок завершен, TrussFab может создавать 3D-файлы для печати необходимой структуры, затем эти файлы могут быть отправлены на 3D-принтер.

И это только половина удовольствия … Собрав необходимые бутылки и отпечатав соединители, пользователи TrussFab могут начать сборку.

Очевидно, что это программа для проектирования выглядит как отличное использование пластиковых бутылок, но возникает вопрос: работает ли это?

Исследователи Hasso Plattner Institute уже опробовали свою замечательную программу для создания ряда конструкций из бутылок, включая столы и стулья, 2,5-метровый мост, который может выдержать вес человека, купол диаметром 5 метров, состоящий из 512 бутылок и функциональная лодка, которая вмещает двух гребцов.

Ну, а если вид двух ученых гребущих через пруд в лодке из пластиковых бутылок не убедил вас в ценности TrussFab, то, конечно, ничего страшного.

«TrussFab воплощает в себе необходимые инженерные знания, позволяя простым пользователям спроектировать свои структуры и проверять их с помощью интегрированного структурного анализа», говорят исследователи.

Само приложение еще не доступно для публичного использования, но многие уже не могут дождаться его появления. опубликовано econet.ru

Для любознательных

На сегодняшний день технологии создания 3D-моделей и их физических прототипов, включая использование переработанного пластика, активно развиваются как в мире, так и в России. Если речь идёт о разработке цифровых 3D-моделей, которые затем могут быть напечатаны или построены из пластиковых бутылок или на их основе, то вот кто в этом участвует:

В мире

1. Azure Printed Homes (Калифорния, США)
   — Эта компания печатает жилые дома из переработанных пластиковых бутылок с помощью 3D-принтеров.
   — Используют переработанный PET-пластик (из которого делают бутылки) как основной строительный материал.
   — Создают цифровые 3D-модели домов, которые затем печатаются в модульном виде.
   — Дом-студию можно построить за ~$40 тыс. и за 3 дня.
   — Это один из самых ярких примеров цифрового моделирования + утилизации пластика.

2. ICON (США)
   — Занимается 3D-печатью домов, но использует в основном бетон.
   — Однако в рамках своих проектов разрабатывает цифровые 3D-модели для доступного жилья.
   — Их платформа Lavacrete интегрируется с программным обеспечением для моделирования.
3. WASP (Италия)
   — Известна своими экологичными 3D-принтерами и домами из природных материалов.
   — Разрабатывает 3D-модели устойчивого жилья, включая использование переработанных материалов.
   — Проект TECLA — дом, напечатанный из глины и переработанного пластика.

4. Plastic Road (Нидерланды)
   — Хотя и не строят из бутылок напрямую, но перерабатывают пластиковые отходы в дорожные модули.
   — Используют 3D-моделирование для проектирования конструкций.

В России

1. SPRINT 3D (Москва)
   — Одна из ведущих российских компаний в области 3D-моделирования и печати.
   — Занимается прототипированием бутылок, банок, канистр и другой тары.
   — Могут создать цифровую 3D-модель на основе:

   • эскиза,
   • 2D-чертежа,
   • фотографии,
   • или даже физического образца бутылки.
     — Используют технологии SLA, MJM, FDM для печати прототипов.
     — Материалы: фотополимеры, пластик, включая переработанные аналоги.
     — Также предлагают 3D-сканирование и реверс-инжиниринг — например, если нужно повторить форму бутылки.
2. 3Dwox, PrintBox, 3D-Master
   — Российские компании, специализирующиеся на 3D-печати и моделировании.
   — Могут разрабатывать цифровые модели упаковки, включая бутылки.
   — Часто работают с клиентами из FMCG (пищевая промышленность, косметика).

3. НИИ и университеты (МГТУ им. Баумана, СПбПУ, Томск)
   — Ведут исследования в области переработки пластика и аддитивных технологий.
   — Студенты и инженеры создают 3D-модели конструкций из вторсырья, включая пластиковые бутылки.
   — Есть проекты по строительству экодомов и модульных укрытий из переработанного пластика.

Что значит «структуры из пластиковых бутылок»?

Это может быть:

• Физические конструкции: стены, мебель, скульптуры, дома — из целых бутылок (например, как кирпичи).
• Материал для 3D-печати: переработанный пластик из бутылок (PET, rPET) используется как филамент для 3D-принтеров.
• Цифровые модели: 3D-модели, спроектированные так, чтобы при печати использовать переработанный пластик.

Примеры использования

• Дизайн упаковки: бренд создаёт новую бутылку — разрабатывается 3D-модель, печатается прототип.
• Экологичное строительство: дом проектируется в программе (например, Autodesk Revit), затем печатается из переработанного пластика.
• Искусство и архитектура: скульптуры или павильоны из бутылок — сначала моделируются в Blender, 3ds Max, Rhino.

Как начать?

Если вы хотите создать цифровую 3D-модель структуры из пластиковых бутылок, можно:

1. Обратиться в SPRINT 3D или аналогичную компанию в России — они помогут с моделированием и печатью.
2. Использовать ПО: Tinkercad (просто), Fusion 360 (профессионально), Blender (для сложных форм).
3. Для масштабных проектов — сотрудничать с экодизайнерами или архитектурными бюро, работающими с устойчивыми материалами.

Интересный факт:
Одна пластиковая бутылка весит ~20 грамм. Чтобы напечатать небольшой дом, нужно до 100 000 бутылок — это не только переработка, но и реальное сокращение выбросов CO₂.