Что может современный 3D-принтер

Создание сложных пользовательских форм всегда требовало огромных затрат времени и ресурсов. Но все изменилось благодаря открытию американского изобретателя Чарльза Халла в 1983 году. Именно тогда появилась технология 3D-печати, и сегодня она постепенно распространяется на все сферы производства…

Что же может современная 3D-печать?

Как работает 3D-принтер?

3D-принтер – это машина с числовым программным управлением. Обычно используется метод послойной обработки деталей. Процент внутреннего наполнения, а также толщина стенок влияют на прочность и вес изделия. Внутри изделия принтер печатает жесткую сетку, которая распределяет нагрузку на изделие. Наполнение может варьироваться от 0% до 100%, в зависимости от требований заказчика и условий эксплуатации. Области применения такой печати очень разнообразны: от производства простых мелочей до изготовления корпусов автомобилей и беспилотников и даже копирования человеческих органов.

3D печатное оружие

 

Liberator (Освободитель) – первое в мире огнестрельное оружие, почти полностью напечатанное на пластиковом 3D-принтере. Единственная необходимая деталь, которую принтер не может напечатать, – это стреляющий патрон. Liberator состоит из 16 деталей, каждая из которых напечатана на принтере Dimension SST из ABS-пластика. Нынешний прототип, насколько можно изменить, может стрелять патронами разного калибра, для которых можно менять некоторые детали. Сегодня уже существуют десятки различных моделей печатных пистолетов. Но незаконное производство, продажа, покупка и хранение 3D-печатнго оружия запрещены в Великобритании и США.

Печатные фигуры

Современный человек уже не может представить свою повседневную жизнь без кино, телевидения, музыки, компьютерных игр и многих других культурных благ 21 века. Изготовление фигурок на 3D-принтере означает воссоздание любого персонажа на основе готовой или индивидуально разработанной модели. И если на ум сразу приходят дешевые статуэтки из сувенирного магазина, спешим вас заверить, что вы получите гораздо более качественный, а главное – уникальный продукт. Плюс ряд важных преимуществ: отсутствие каких-либо ограничений на выбор персонажа, фигуры, которую вы хотите напечатать; широкие возможности кастомизации внешнего вида: прическа, одежда, обувь, аксессуары и многое другое; возможность выбора размера, позы и других параметров; высокое качество печати и фотореалистичная детализация. Конечно, фигурки из фильмов, мультфильмов и игр – это подарки не только для детей. Многие взрослые так же привязаны к своим любимым персонажам….. Для таких людей 3D фигурка становится настоящей находкой и поистине желанным подарком по любому поводу…

Постройки

В последнее время большое внимание уделяется печатным зданиям, и печатные дома все чаще появляются в разных странах мира – США, Саудовской Аравии, Мексике, Франции, России, Объединенных Арабских Эмиратах и других.

Существующие на сегодняшний день сборки на 3D-принтере отличаются по дизайну и методам возведения стен. Наиболее распространены портальные принтеры, двух- и четырехопорные конструкции, основанные на манипуляторе или круговой конструкции. Оборудование можно использовать для создания малых архитектурных форм и структурных элементов для их последующей сборки на месте или для печати всего здания на месте. Высота и размеры печатаемого здания зависят от технических характеристик используемого принтера.

Производство конструкций с помощью 3D-принтера открывает большие возможности для компаний в строительной и смежных отраслях. Практическое применение выявило следующие преимущества аддитивного производства:

• Ограничения снимаются с воображения дизайнеров и архитекторов.
• Высокая скорость возведения.
• Полная автоматизация процесса.
• Низкое энергопотребление оборудования.
• Экономия за счет снижения затрат на рабочую силу.
• Полностью исключается образование отходов строительных материалов.
• Минимизация вмешательства человека.

Сейчас в мире существует 17 реальных зданий, напечатанных на 3D-принтере, и их число растет с каждым годом. Возможно, в будущем весь процесс строительства может быть полностью автоматизирован, без вмешательства человека, не только печать фундамента и стен, но и печать полов и крыш, автоматическая настройка инженерных коммуникаций, дверей и окон. Также, возможно, в будущем мы не будем полагаться на принтеры в 2-3 этажа, а сможем перейти к многоэтажному строительству. Все это уже не кажется невозможным и не звучит как фантастические мечты о высокотехнологичном будущем.

3D-печать для автомобилестроения

Автомобильная промышленность является одной из основных областей применения 3D-печати. По всему миру открываются промышленные предприятия известных корпораций, ориентированные на аддитивное производство автомобильных компонентов. Неважно, сломался ли кронштейн зеркала заднего вида или одна из шестеренок коробки передач – с помощью 3D-печати можно воспроизвести идентичный продукт любой сложности. Все, что необходимо, это 3D модель требуемого компонента. Очень часто 3D-печать для автомобиля обходится значительно дешевле, чем покупка необходимого компонента на рынке. Это особенно актуально для редких или эксклюзивных деталей. Нередко 3D-принтеры покупают для тюнинга автомобилей. Прочность современных 3D-пластиков вполне достаточна для производства самых разнообразных компонентов, которые после установки могут быть обработаны в соответствии с внешним видом автомобиля.

3D-печать в медицине

Вероятно, именно 3D-печать в медицине может оказать наибольшее влияние на нашу жизнь. Уже сегодня в этой области разрабатываются чрезвычайно перспективные методики, способные полностью перевернуть мир. Прежде всего, это достижения в области биопринтинга – потенциально успешной технологии, позволяющей формировать живые ткани, кости и органы, идентичные человеческим.
Ученые разработали технологию печати персонализированных нейропротезов на 3D-биопринтере, что в перспективе может помочь человеку буквально встать на ноги после травмы спинного мозга. Эта разработка уже доказала свою успешность в исследованиях млекопитающих и рыб. 15 апреля 2019 года исследователи из Тель-Авивского университета сообщили, что им удалось напечатать живое сердце на 3D-принтере, используя человеческие клетки. Никому не удавалось сделать это раньше.

Чтобы создать орган, ученые удалили жировую ткань у человека. Затем они разделили ее на клеточные и неклеточные компоненты, после чего клетки были “перепрограммированы” в стволовые, которые затем превратились в клетки сердца. Неклеточные компоненты были загущены, что послужило чернилами. Маленькое сердце, созданное израильскими учеными, уже на этой стадии может появиться у кролика. В августе того же года компания Prellis Biologics объявила о начале 3D-печати сосудистых структур и их готовности к продаже исследовательским учреждениям.

Команда из Университета Миннесоты объявила о проекте, как сообщается, первого в мире 3D-печатного бионического глаза. Это дает пациентам, потерявшим глаз, огромную надежду. В мае 2018 года исследователи из Университета Торонто представили портативный кожаный 3D-принтер, предназначенный для лечения глубоких ожоговых ран. Исследовательская группа отмечает, что это первое устройство, которое формирует и размещает напечатанный образец ткани непосредственно на месте ожога за считанные минуты.

С марта 2018 года Северная больница Манчестера ежегодно открывает лабораторию 3D-печати для поддержки челюстно-лицевых хирургов. В декабре 2017 года было продемонстрировано, как с помощью 3D-печати можно воспроизвести точные копии среднего уха, чтобы вернуть людям слух. Преобразовав 3D-изображения, полученные с помощью компьютерной томографии, в 3D-печатные протезы, хирурги смогли точно установить четыре имплантата разных размеров в ухо человека.

Еще одним открытием стало создание точной трехмерной копии черепа пациента с помощью 3D-принтера. С помощью специального оборудования модель была напечатана. Изготовлен из чистого титана, который считается одним из лучших материалов для изготовления имплантатов. Успешно завершена имплантация напечатанного на 3D-принтере черепа. В конце декабря 2019 года испанская компания Xkelet выпустила гипсовую замену для мелких переломов, это 3D-печатный материал. Замена гипсовой повязки Xkelet водонепроницаемая, не вызывающая зуда, легко снимаемая и многократно используемая, что избавляет от необходимости тратить время и деньги на повторную обработку.

Лекарства

Американское управление по контролю за продуктами и лекарствами в 2015 году впервые в мире одобрило производство 3D-печатной таблетки. Спрайтам предназначен для купирования припадков при эпилепсии. Технологии 3D-печати позволяют регулировать дозу, профили выпуска и дозировку для каждого пациента. Например, маленьким пациентам можно распечатать таблетку в форме симпатичного животного или растения любого цвета.

Другая британская компания разработала технологию печати трехмерных медицинских устройств, которая позволяет пациентам изготавливать предписанные лекарства дома или в больнице. Технология поможет снизить цену на редкие лекарства, повысить их доступность, а также уменьшить количество подделок.

Биотехнологический стартап FabRx представил свою разработку на Дубайском форуме здравоохранения. Препараты FabRx печатаются из специального волокна, для которого фармацевты определяют необходимую дозировку препарата. Компания намерена продавать это волокно больницам и частным клиентам, которые смогут самостоятельно печатать из него планшеты на домашних 3D-принтерах.

Вот различные области применения 3D-печати сегодня. И даже если такие принтеры еще не доступны для каждой семьи, но однажды этот момент наступит. Мы просто должны следить за развитием новых технологий и всегда удивляться различным открытиям.

Интересное на эту тему: Самые невероятные технологии 2020 года