Из всех инноваций в науке 3D-печать является весьма перспективной технологией для различных отраслей. Теоретически этот метод воспроизводства по компьютерной модели позволяет практически любому человеку мгновенно создавать объекты, независимо от их количества. Когда эта технология будет полностью внедрена в общество, она сможет изменить представление о еде, одежде и даже медицине, какой мы её знаем. Вот несколько интересных фактов о 3D-печати.
1. Зарождение технологии
Вы, возможно, удивитесь, но первый принтер для создания трёхмерных объектов появился в 1983 году, всего через год после выхода первого компакт-диска. Его изобрёл Чак Халл, сотрудник небольшого предприятия, производившего прочные акриловые покрытия для столешниц с помощью УФ-ламп. Чак использовал ультрафиолетовый лазер для отверждения жидкого фотополимера, чтобы быстро превратить компьютерные конструкции в рабочие прототипы. В 1984 году метод был запатентован и назван лазерной стереолитографией. За 40 лет компакт-диски уже ушли в прошлое, а 3D-технологии продолжают развиваться.
2. Эта разновидность объёмной печати впервые использовалась для создания инструментов и прототипов
Первоначально основная цель заключалась в том, чтобы фабрики и инженеры могли более эффективно производить сменные инструменты и детали. Раньше 3D-печать также использовалась для изготовления масштабных прототипов с большей детализацией и точностью по сравнению с другими методами. Лишь в 2010-х годах высокий спрос и более продвинутые технологии позволили 3D-принтерам производить сложные устройства.
3. Моделирование методом послойного наплавления является наиболее распространённой формой
На моделирование изделий методом послойного наплавления приходится 48% всех используемых 3D-принтеров. Эта технология создаёт формы посредством наслаивания термопластика – очень похоже на то, как работает клеевой пистолет. Эти 3D-принтеры обычно создают объекты, нанося послойно материал от подложки снизу-вверх.
4. 3D-принтеры спасают жизни
Аддитивное производство все больше интегрируется в медицинскую промышленность. С помощью этого изготавливают слепки, протезы, имплантаты, хирургические инструменты и даже модели органов для обучения и подготовки к сложным операциям. Протезы рук, ног, коленных суставов и отдельных костей, напечатанные на 3D-принтере, помогают людям с физическими травмами снова жить нормальной жизнью. Однако более впечатляющими являются эксперименты с биопечатью. Например, исследователям из Университета Ньюкасла удалось разработать и напечатать искусственную роговицу глаза. Успех позволяет говорить о создании бионического глаза. Кроме того, биопечать позволяет создавать различные тканевые структуры, такие как ткани почек, кожи и даже кровеносные сосуды.
5. Для космоса
На Международной космической станции находится 3D-принтер, который помогает космонавтам, печатая различные инструменты и функциональные элементы для станции. Также аэрокосмические компании широко используют эту технологию при строительстве спутников и ракет-носителей. При экспедиции на Луну, НАСА собирается напечатать многие элементы будущей лунной базы, используя грунт из лунного реголита.
6. Используется множество видов материала
Сегодня большинство 3D-принтеров используют только один вид сырья, например пластик, ткань или металл. Для комбинирования из нескольких материалов требуется, чтобы конечный объект печатался по одной части за раз. После этого трудоёмкого процесса отдельные части соединяются вместе. Однако сейчас учёные изучают, как создать принтер, который может использовать множество компонентов одновременно. Хотя предстоит пройти ещё долгий путь, эта инновация эффективно изменит мир медицины. Теоретически 3D-печать таблеток и других лекарств резко снизит производственные затраты и позволит увеличить их объёмы.
7. Возможности в сфере питания
Сегодня разработчики уже рассматривают 3D-принтеры как источник производства пищи. В настоящее время возможности воспроизводства продуктов питания по-прежнему ограничены и работают только с более мягкими ингредиентами, такими как сыр, шоколад или сироп. Однако предполагается, что даже несмотря на эти ограничения, их работа имеет многообещающие результаты. Учёные рассматривают потенциал 3D-печати как прорыв для людей, соблюдающих специальную диету, и пожилых людей, которые не могут есть твёрдую пищу. В 2018 году испанский стартап Novameat напечатал стейк и куриную грудку. Конечно, мясо было ненастоящим – оно было сделано из пасты на основе риса, морских водорослей и бобовых культур, поэтому его вкус сильно отличался от оригинала. Но компании удалось сохранить пищевую ценность продукта, а также имитировать структуру мяса, что весьма впечатляет.
8. 3D-принтеры помогают Голливуду создавать блокбастеры
Аддитивные технологии успешно применяются в киноиндустрии. Они дешевле компьютерной графики и позволяют печатать многие детали реквизита гораздо быстрее и дешевле, чем традиционные методы. Можно легко создавать реалистичных монстров, сказочные дома, фантастические костюмы и даже целые миры. Костюм Железного человека и роботы-терминаторы из «Терминатор: Да придёт спаситель» были напечатаны посредством этого метода, а в фильме «Черная пантера» 3D-печать использовалась для создания образа королевы Рамонды, смешав традиционную африканскую культуру с технологиями нового века. Более того – создан специализированный ЦОД (центр обработки данных) в котором сохраняются все разработанные компьютерные модели реквизита, а также его мощности эффективно используются разработчиками объёмного моделирования, для создания новых моделей.
9. Возможность создание оружия является недостатком технологии
Удобство 3D-печати позволяет мгновенно и крупносерийно производить любые предметы, включая оружие. В 2013 году американский дизайнер и глава Defense Distributed Коди Уилсон создал пластиковый боевой пистолет «Либерейтор», все его детали были изготовлены на 3D-принтере. Пистолет был назван в честь ФП-45 «Либерейтор», созданного во время Второй мировой войны, а причиной стала крайняя простота обеих конструкций – ФП-45 состоит из 23 деталей, тогда как «Либерейтор» — всего из 16. Изобретение Уилсона было встречено неоднозначно. С одной стороны, можно было стать обладателем дешёвого оружия для защиты (Уилсон опубликовал чертежи конструкции), с другой стороны, его можно использовать в незаконных целях. Именно поэтому власти США потребовали удалить модель с официального сайта, чтобы исключить опасность кустарного производства без серийного номера. С тех пор правительство США выразило обеспокоенность тем, как новые технологии угрожает существующим правилам в отношении оружия.
10. Скоро повсеместно появится 4D-печать
В это трудно поверить, но это объективная реальность. Этот термин впервые был использован несколько лет назад для обозначения специальной технологии печати предметов, которые со временем меняют свои характеристики. Другими словами, 4D-печать – это про параметр, который связан с положением или функцией объекта. И здесь все зависит от материала, который используется в принтере. Специальные материалы изменяются под воздействием воды, тепла, света или механического воздействия, а также могут быть запрограммированы на определённые действия. С помощью этой инновации инженеры НАСА создали защитную металлическую ткань, которая может сгибаться, растягиваться и сжиматься, но разорвать её невозможно. Агентство планирует использовать эту ткань для защиты спутников, скафандров и обитаемых модулей, оберегая их таким образом от воздействия солнечной радиации и столкновений с космическим мусором.
