План напечатать на 3D-принтере реальный мост, в ближайшей перспективе всегда казался немного сумасшедшим. Как технология применяемая для создания прототипов и развлекательных фигурок, может быть использована для серьёзных строительных проектов? Но команда MX3D из Амстердама смогла разрешить все трудные вопросы и показала первый в мире напечатанный мост. Он изготовлен из совершенно нового типа стали, длина его 12 метров и он будет установлен в начале следующего года в Де Валлене, самом большом и известном районе красных фонарей в Амстердаме. Выглядит он совершенно потусторонним.
Недавно напечатанный мост вернулся в мастерскую MX3D в Северном Амстердаме из крупной фабрики за городом. Теперь команда дизайнеров и инженеров, которая работает над проектом несколько лет, проверит целостность моста и произведёт некоторые доработки, в том числе нанесёт покрытие для защиты стальных деталей от ржавчины, также изготовит настил покрывающий пешеходную часть моста. Завершением работы будет установка системы датчиков, которые будут следить за прочностью моста в режиме реального времени. Измерять будут даже состав воздуха и распределение веса, чтобы понимать сколько людей проходят по мосту и как быстро они двигаются. Данные от датчиков будут передаваться к цифровой модели моста которая поможет инженерам понять как мост выполняет свои функции и послужат для следующих разработок.
Безопасность конструкции и работа системы контроля являются ключевой частью этих испытаний. Учитывая, что таких мостов ранее не было, MX3D разработал совместно с городом новый стандарт безопасности, а также план тестирования прочности моста. Система контроля позволит инженерам контролировать состояние моста с такой точностью, что он вполне может стать самым безопасным мостом в городе.
"В прошлый четверг мы протестировали мост с 30 людьми, и все было хорошо. Мост ведет себя как и должен”, - сказал соучредитель MX3D Гийс ван дер Фельден. "С настилом сверху он будет еще крепче.”
Очевидно, что напечатанный мост привлечёт большое внимание. В 2015 года MX3D удивила мир, объявив о планах поставить напечатанный мост над одним из каналов Амстердама. Эта концепция предполагала использование специально разработанных роботов для 3D-печати, которые могли бы создавать несущие конструкции, а затем печатать поверх них металлические конструкции. Эти так называемые mx3d-боты могут создавать вещи любого размера, перемещаясь снаружи, вокруг объекта. Теоретически, такая технология позволила бы печатать массивные конструкции на месте их установки.
”Когда мы запускали проект, мы решили сделать мост произведением искусства", - сказал Ван дер Фельден. "Также это было настоящим "полётом на Луну" для нас, потому что мы не знали, что может эта технология.”
История моста не была шаблонной. В 2004 году, Йорис Лаарман основал дизайн-мастерскую в Амстердам и начал экспериментировать с различными материалами и технологиями. Многие работы Лаармана выглядели достаточно обычно, но его опыты в технологиях привели к разработке шести-осевого робота, который может делать крупные детали свободной формы способом 3D-печати и к созданию компании MX3D. В то время как традиционная 3D-печать происходит внутри принтера, эти роботы могут печатать на открытом воздухе, без обычных ограничений.
Лаарман и его соучредители сначала использовали новые принтеры MX3D для нескольких экспериментов, прежде чем создать скульптуру под названием "Скамейка Дракона". В этом объекте использовалась комбинация металлов, чтобы создать самоподдерживающуюся конструкцию которая выглядит как большая волна. "Скамейка Дракона" теперь выставляется в собраниях музея по всему миру, и послужила доказательством больших возможностей технологии, и созданию более амбициозного проекта моста.
"Скамейка дракона"
MX3D не сразу добрался до пресловутой Луны с первой попытки. В 2015 году Лаарман и команда сотрудничали с различными компаниями и организациями, а именно с американской компанией программного обеспечения Autodesk, и продемонстрировали способность своих машин создавать несущие конструкции в небольших масштабах. Они также объявили о планах напечатать полноразмерный мост под открытым небом над каналом Амстердама. Город Амстердам нанял MX3D, чтобы изготовить мост, который заменит уже существующий. По словам Ван дер Фельдена, бюджет проекта был сопоставим с тем, что город заплатил бы за традиционный мост.
"Они [официальные лица Амстердама] сотрудничали с нами, Arup и императорским колледжем Лондона, чтобы разработать метод оценки безопасности моста, поскольку, конечно, для нового производства, подобного этому, нет стандартного способа”, - объяснил ван дер Фельден. "Их хорошее отношение к такому новому и нетрадиционному проекту было необходимо для успеха этого проекта.”
галерея
Тем не менее план напечатать мост на открытом пространстве позже был изменён. После обсуждения и дополнительного тестирования команда решила перенести процесс 3D-печати в мастерскую, где они контролировали окружающую среду и где пешеходы не смогли бы помешать. Конструкторы моста также довольно существенно изменили чертежи. Вместо того, чтобы следовать форме, которая больше похожа на костную структуру, они остановились на чем-то, что выглядит как два развевающихся куска ткани соединенных органическими кривыми. Целиком мост выглядит так, что был бы на своём месте в фильме "Чужие", как-то сказал Х. Р. Гигер.
Что необычно в этом дизайне так это то, что MX3D решила оставить поверхность довольно грубой. Процесс 3D-печати заключается в том, что робот накладывает сталь слой за слоем. Это создает ребристую поверхность, которая может быть отшлифована, что сделает его более похожим на традиционные стальные мосты, но этот мост сохранит свой исходный вид. Это делает мост почти живым.
"Если вы посмотрите сейчас на мост в нашей мастерской, он очень необычен", - сказал Лаарман. "Это немного похоже на научную фантастику, потому что он выглядит не так как всё вокруг. Мы работаем на высокоразвитой промышленной установке, где всё геометрически точно, но у этого моста нет ни одной прямой линии.”
Робот печатает мост
Необычность моста показывает уникальные возможности технологии, которая помогла его создать. В то время как MX3D планирует построить больше мостов, и у них уже есть несколько проектов в разработке, хотя ни один из них не является подтверждённым, компания также хочет использовать этот новый процесс 3D-печати стали для коммерческих целей. В морском, авиационном и коммерческом строительстве часто возникает необходимость создать уникальную деталь, которая требуется только один раз. Возможность 3D-печати позволяет изготовить такие части быстро и по гораздо более низкой цене. Их также можно быстро изменять благодаря 3D-моделирующему програмному обеспечению, для тестирования и оценки реальных возможностей новой конструкции.
Можно только представить открывающиеся возможности если MX3D смогла бы выпустить команду мобильных роботов для 3D-печати. В инженерном деле эти роботы смогли бы масштабировать здания, создавать изготовленные на заказ фасады прямо на строительной площадке и органические формы которые невозможно изготовить используя обычные методы. Более лёгкие компоненты могли бы применяться для создания новых форм зданий, о дизайне которые мы ещё даже не думали.
Но сначала, мостик. По заказу города Амстердама, новый напечатанный мост будет соединять берега Oudezijds Achterburgwal канала, где он пересекает Stoofsteeg, проулок в районе красных фонарей. В настоящее время существует временный мост, и нетрудно заметить, что созданный MX3D мост заметно улучшит пейзаж.
Место размещения нового, напечатанного моста. Фото: Адам Кларк Эстес (Gizmodo)
MX3D имеет один год для того чтобы привести мост в готовность для установки. Инженеры компании завершат пару оконечных металлических спиралей для каждого края моста в течение следующих шести месяцев, и проведут серию тестов в партнерстве с Arup и Императорским колледжем Лондона. Тем временем, в Амстердаме будет проводиться ремонт стен канала 15-го века. Окончательная установка моста состоится после завершения всех работ. А что касается MX3D, то это только начало их пути.
"Когда мост был сделан, даже я мгновенно поверил себе и своим рассказам о возможностях этой технологии", - сказал Ван дер Фельден. "Это такая большая вещь, что даже если Вы не техник или кто-то кто занимался этой технологией в течение многих лет, Вы увидите, что стальные объекты будут резко меняться в ближайшие годы.”
Амстердам - место где можно наблюдать за этими большими изменениями. В деревне Гемерт уже есть частично напечатанный мост недалеко от Амстердама, хотя дизайн бетонных блоков является рудиментарным по сравнению с мостом MX3D. Между тем, недалеко от студии MX3D, консорциум архитекторов работает над 3D-печатью всего дома на канале. Как и в случае со многими крупномасштабными проектами 3D-печати, неясно, насколько они далеки до завершения. Насколько много из этих амбициозных и футуристических проектов 3D-печати не продвинутся далее анонсов и объявлений.
Мы видели, как крупнейший в мире 3D-принтер свободной формы создает балки для домашнего строительства в Теннесси. Мы видели, как китайская компания 3D печатает десять домов за один день. В мире существует бесчисленное множество крупномасштабных экспериментов по 3D-печати, но все еще так мало реальных вещей, которые используют реальные люди.
Но пока, похоже, MX3D-это исключение. Эти конструкторы и инженеры по настоящему напечатали мост. Они стояли на нем, ходили по нему, фотографировались с ним. Напечатанный на 3D-принтере мост - реальная вещь.