- Уже сегодня можно распечатать все, что угодно: от предметов интерьера до человеческих органов
- Скорость, с которой технологическая новинка позволяет предприятиям получать прототипы моделей, значительно снижает себестоимость производства
В недалеком будущем домашний 3D-принтер будет столь же обычным явлением, что и бумажный принтер сегодня. А это значит, что обмениваться данными о предметах будет столь же просто, как сейчас поделиться песней, видео и др.
Видеоролик о прошлогодней выставке 3D Printshow, прошедшей в Лондоне.
Мы являемся свидетелями технологической революции, открывающей огромное поле для применения как на производстве, так и в быту. За последние месяцы произошли такие значительные перемены, что уже ведутся серьезные дебаты о том, надо ли вводить ограничения на печать предметов, и в очередной раз стало очевидным, что действующее законодательство не поспевает за новыми технологиями, развивающимися с головокружительной скоростью.
Принтер MakerBot печатает макет парижского здания.
Лежащая в основе технология не нова, но последние результаты ее развития стали революционными
Уже не первый год 3D-принтеры используются, например, для создания стоматологических имплантатов или автомобильных деталей. Так, на выставке Re-Shaping Ideas, Ingenuity in 3D Technology, недавно завершившейся в Художественном музее Макдоноу в Огайо, была представлена траектория развития этих принтеров за последние 25 лет.
Лампы, выполненные при помощи трехмерной печати (3D Printshow , Лондон 2012 год)
Большой прорыв обусловлен развитием технологии за последний год, когда появилась возможность печати сложных предметов, что значительно расширило возможности применения и сделало принтеры доступными небольшим предприятиям и для домашнего использования.
Вообще, это увлекательная и сложная тема. Поэтому разберемся по порядку.
Что такое 3D-принтер?
Точно так же, как с помощью обычного принтера мы переносим изображение с экрана компьютера на лист бумаги, 3D-принтеры позволяют материализовать предмет в трех измерениях (в ширину, в длину и в высоту). Другими словами, если у нас на компьютере есть данные о трехмерных измерениях предмета, каким бы простым или сложным он ни был, 3D-принтер воплотит его в реальность прямо у нас на глазах.
PBS Digital Studios.
Технология и виды принтеров
Технология трехмерной печати использует программное обеспечение 3D для моделирования предмета и «перевода» информации в 2D для его дальнейшего послойного воссоздания в трех измерениях.Тем не менее, 3D-принтеры эволюционируют настолько быстро, что постоянно появляются и поступают в продажу все новые модели. Чтобы вы могли составить общее представление о существующих видах принтеров, мы решили воспользоваться обзором, подготовленным Wikipedia:
Спекание: порошкообразная масса (гипс или целлюлоза) плавится слой за слоем, образуя контуры будущего предмета.
В зависимости от метода формирования слоев выделяются принтеры струйной печати, которые используют склеивающее вещество и позволяют распечатывать в цвете, и лазерные принтеры, в которых лазерный луч сплавляет порошок, полимеризуя его. Впоследствии полученный предмет погружается в жидкость, в которой он затвердевает.
После того, как принтер распечатает все слои, можно извлечь готовый предмет. При помощи пылесоса удаляется оставшийся порошок, который может быть повторно использован при печати.
Добавление слоев или инжекция полимеров: предмет формируется путем добавления слоев рабочего материала, придавая форму будущему предмету из пластика, металла и др.
Еще одна технология 3D-печати основана на использовании специального жидкого пластика, затвердевающего под действием ультрафиолетовой лампы. Речь идет о фотополимерах на акриловой основе, имеющих различные физико-механические свойства: различную эластичность, степень растяжения, прочность, цвет и др. Эта технология отличается высокой точностью и законченностью поверхности, что делает ее особо привлекательной в мелкосерийном производстве. По окончании печати детали полностью затвердевают и нет необходимости ждать некоторое время, хотя при извлечении следует удалить поддерживающие структуры струей воды под давлением. Эта технология впервые позволила использовать два разных вида материалов при создании одного предмета, что допускает произвольный выбор желаемых свойств используемых цифровых материалов.
Применение
До сих пор применение 3D-принтеров практически полностью ограничивалось сферами архитектуры и промышленного дизайна. Сегодня существуют, кажется, бесконечные возможности их использования: предметы украшений, предметы интерьера, одежда, обувь, декорации для кинематографии, в пищевой отрасли (гамбургеры, торты и др.), человеческие ткани и органы… пределы ставит лишь наше воображение. Рассмотрим некоторые примеры.
Изображение из видеоролика компании Tecnonauta.
Наиболее значимые примеры применения 3D-печати, исключая анекдотические случаи, лежат в области биомедицины, а также промышленности, позволяя предприятиям в короткий срок апробировать эффективность прототипов, что позволяет значительно снизить себестоимость производство.
Некоторые примеры/strong>
Принтер человеческих костей (3D Bioprinter)
Создает новые кости взамен поврежденным, используя стволовые клетки. Технология уже нашла свое применение, распространившись, в том числе, на воссоздание тканей и жизненных органов.
Несколько месяцев назад в одной клинике штата Мичиган (США) удалось спасти жизнь малышу, имеющему патологию трахеи, менее чем за день воссоздав его собственную трахейную трубку на основе изображения, полученного при помощи томографии. Использованный материал будет абсорбирован организмом ребенка в течение трех лет (The New England Journal of Medicine).
Репортаж о многочисленных возможностях применения (Global TV 16 x 9). На англ. языке.
Прибор для производства полузамороженных напитков
В Институте промышленного дизайна (IDF) Политехнического Университета Валенсии (UPV) по заказу компании — производителя оршада (прохладительного напитка на основе земляного миндаля, или чуфы) был создан новый прибор для изготовления полузамороженных напитков при помощи 3D-печати, что позволило снизить расходы на этапе дизайнерской разработки, сократить производственные сроки и облегчить принятие решений.
Видео Института промышленного дизайна (IDF) Политехнического Университета Валенсии (на исп. языке).
Совсем недавно ученые из Университета Северной Каролины (США) разработали метод «печати» жидким металлом (см. видео).
Печать предметов жидким металлом (YouTube). На англ. языке.
Стоимость
До недавнего времени 3D-принтеры стоили порядка 500 000 евро и поэтому были доступны лишь крупным компаниям и исследовательским центрам, имеющим значительные финансовые ресурсы. Следует иметь в виду, что стоимость такого принтера включает сам прибор, программное обеспечение и картриджи с рабочими материалами, используемыми при печати. Тем не менее, все возрастающая конкуренция на рынке привела к снижению цен, и сегодня в продажу поступили принтеры для использования в быту и на малых предприятиях стоимостью от 500 евро. Разумеется, цена зависит также от разрешающей способности принтера. Чтобы сделать 3D-принтеры еще более доступными, в продаже появились модели в разобранном виде, которые пользователь должен собрать самостоятельно.
Репортаж испанского телевидения TVE «3D-принтеры доступны каждому» (на исп. языке).
Законодательство
С момента, когда становится возможным воспроизведение любого предмета любым человеком, возникает множество вопросов, на которые еще предстоит дать ответы. Сегодня печать винтовки подростком -а также аргументы в защиту его выбора среди множества доступных возможностей- разожгли жаркие дебаты в мировом интернете, прежде всего, в Европе (см. видео Global TV 16 x 9).
Источники:
Printshow (веб-сайт):
http://3dprintshow.com/london2013/awards/
http://issuu.com/bharms/docs/bharms_portfolio_for_issuu_8_5_12/31?e=1549739/2249707
Organovo:
http://www.organovo.com/3d-human-tissues
Wikipedia:
http://es.wikipedia.org/wiki/Impresora_3D
