Automated design and 3D printing of prototypes for urban engineering

Bakalářská práce se zabývá automatizovaným návrhem a 3D tiskem prototypů pro městské inženýrství. V první části je obecně definovaný 3D tisk, včetně vývoje a přehledu základních technologií a materiálů. Dále následuje zaměření na určité metody měření a tvorbu 3D modelů. V druhé části je práce zaměřena především na využití ve stavebnictví a jsou zde rozebrána související témata, jako je automatická optimalizace (vnějšího) tvaru stavebních prvků nebo objektů, vnitřní topologie těchto stavebních prvků (výplň) a možnosti inspirace organickými strukturami. Dále je rozlišeno využití mezi pozemskými aplikacemi se zaměřením na výrobu prefabrikovaných stavebních dílců a realizaci v místě stavby. Z extraterestriálních aplikací jsou uvažovány možnosti technologie při kolonizaci Měsíce či Marsu. Práce prezentuje výsledky unikátního posouzení současného stavu vědy a poznání v oblasti využitelnosti 3D technologií pro aditivní výrobu v kontextu městského inženýrství a na řadě vlastních příkladů demonstruje související výhody a otevřené problémy. Závěrem je zhodnocen přínos této technologie.This bachelor thesis deals with automated design and 3D prototype printing for urban engineering. In the first part, there is a general definition of 3D printing, including development and overview of basic technology and materials. It also follows the focus on certain measurement methods and the creation of 3D models. In the second part, the thesis focuses mainly on the use in the building industry and it discusses related topics such as the automatic optimization of the external elements of building elements or objects(shape), the internal topology of these building elements (fill) and the possible inspiration from organic structures. There is also distinguished between terrestrial applications focusing on the production of prefabricated building components and implementation at site. Extraterrestrial autonomous applications discuss the possibilities this technology for colonizing the Moon or Mars. This thesis presents the results of a unique assessment of the current state of the art in the field of applicability of 3D technology for additive production in the context of urban engineering and demonstrates the associated advantages and open problems on many examples. Finally, the benefits of this technology are evaluated.