До чего дошел прогресс: феномен 3D-печати

Трёхмерная печать – это не что-то фантастическое «из будущего». Уже сегодня 3D-принтер доступен не только в определённых типографиях, но и в магазинах, где можно приобрести их для домашнего использования. Тем не менее, трёхмерная печать в наши дни ещё способна удивить многих людей, которые ещё не открыли для себя этот вид индустрии. Что представляет собой 3D-печать? Каковы сферы её применения? Почему объёмная печать так актуальна сегодня?

Как возникла 3D-печать?

Возникновению 3D-принтера предшествует многолетняя история создания этого устройства. Лучшие умы всего мира пытались внести свой вклад в разработку способов трёхмерной печати. Официально её изобретателем принято считать инженера по имени Чак Халл. Конечно, он не изобрёл 3D-принтер. Но американскому учёному удалось создать прародителя современных устройств – «установку для стереолитографии». Произошло это не так давно, в 1986 году.

Два года спустя изобретатель Скотт Крамп придумал технологию «FDM», которая стала основой 3D-принтеров, предназначенных для печати небольших предметов в считанном количестве. Другими словами, эта технология обеспечивала моделирование предметов с помощью декомпозоции плавящихся материалов. Уже в 1995 году Технологический институт в Массачусетсе официально ввёл термин «3D-печать», а через год появился и другой термин – «3D-принтер». Так называли устройство, созданное компанией «3D Systems» (модель Actua 2100).

Изначально принтеры для объёмной печати характеризовались маленькой мощностью, а создаваемые модели имели ряд погрешностей. Высокого качества печати удалось добиться спустя десять лет совершенствования. Так, в 2005 году стали выпускать принтеры высокого качества печати, а через три года появился знаменитый «Reprap» - 3D-принтер, который смог воспроизвести сам себя. До 2008 года в качестве материала для печати использовался только АБС-пластик. Производители полагали, что это самый лучший вариант материала, наиболее подходящий для объёмной печати.

Но всё изменилось после того, как свет увидела модель «Connex 500», которую выпустил бренд Objet Geometries. Данное печатающее устройство могло в ходе работы использовать разные материалы. Сегодня существует около ста различных видов используемых материалов. Возможности современных 3D-принтеров поражают: можно создавать любые объекты. Печатаемые модели всегда твёрдые и прочные, а объём достигается за счёт многослойности модели. Сегодня напечатать объёмную модель игрушки, чашки или автомобиля можно быстро и легко.

Как выглядит речь Обамы в формате 3D?

Выставка «3D Printshow» 2013 года презентовала работу Гиллеса Аззаро, художника из Франции, которому удалось напечатать звук речи Барака Обамы с помощью 3D-принтера. По словам художника, время объёмной печати речи президента составило двадцать семь с половиной часов.

Получившаяся модель позволила воспроизводить звук, в точности соответствующий голосу Обамы, в то время как по напечатанной модели скользил луч сканера. Маркировка модели была настолько точно воспроизведена, что позволяла воспроизводить звук, учитывая все нюансы и особенности голоса президента.

Как напечатать офис на 3D-принтере?

Власти Объединённых Арабских Эмиратов, в частности, министр Муххамад аль-Гергави, решили осуществить идею по созданию объёмной модели офисного помещения. Согласно проекту, это должно быть здание площадью чуть больше ста восьмидесяти метров квадратных. Постройка должна состоять из одного этажа.

Шестиметровый трёхмерный принтер, согласно проекту, сможет послойно создать такую модель, благодаря чему, в будущем, время для проведения строительных работ сократится на семьдесят процентов.

Кроме того, строительство моделей зданий с помощью 3D-принтеров позволит снизить трудовые расходы более, чем в два раза. В запланированном офисном здании, предположительно, будут также созданы предметы интерьера (тоже с помощью трёхмерной печати). Здесь будет находиться музей будущего и площадка для проведения выставок.

Как напечатать костюм?

«Victoria’s Secret» - известный бренд, который занимается производством нижнего белья, в 2013 году выделил двенадцать миллионов долларов на проект, потратив немалую часть этих денег на создание трёхмерного костюма снежной королевы для основной фигуры данного шоу – Линдси Элингсон.

Образ американской модели создавался, начиная со сканирования её фигуры. Затем специалист по объёмной печати Б. Ротенберг создал корону, крылья и другие элементы, используя 3D-принтер. В результате получился довольно экстравагантный костюм, подчёркивающий статус королевы.

Как с помощью 3D-принтера вырастить комнатное растение?

Выращивание марихуаны в некоторых штатах Америки разрешено законодательством, в то время как в других штатах это растение противозаконно. Сегодня с помощью 3D-принтера можно напечатать специальную установку для качественного произрастания марихуаны. Технология трёхмерной печати в тандеме с компанией «3Dponics», занимающейся гидропонными системами для сада, обусловили появление конструкции, напоминающей «Lego».

Она состоит из трёх элементов, таких как кадка, чаша и крышка. Для создания специальной конструкции нужно скачать точные параметры деталей на информационный носитель, распечатать их на трёхмерном принтере, а затем собрать все части в одну установку. Благодаря этому изобретению, выращивание «травки» стало довольно лёгким: нужно только иногда поливать лечебную марихуану водой.

Как напечатать человеческие органы?

Несколько китайских учёных в 2013 году сумели распечатать на 3D-принтере аналог человеческих почек. Полученный орган в точности соответствовал настоящим здоровым почкам человека. Это открытие могло бы спасти многих людей, вылечив их от различных заболеваний почек. Как показывает статистика, больше, чем двадцать пять миллионов жителей Соединённых Штатов Америки страдают от подобных болезней. С течением времени количество больных растёт.

Однако, до сих пор учёным не удалось справиться с единственной проблемой замены больных почек на напечатанные аналоги: последние имеют короткий срок эксплуатации. Почки, созданные с помощью 3D-принтера, могут функционировать только четыре месяца. В настоящее время ведутся исследования, которые должны помочь увеличить срок функционирования искусственно созданных почек.

Как напечатать 3D-авто?

В 2013 году фирма «Korecologic» выпустила модель автомобиля, который состоял, в основном, из распечатанных на трёхмерном принтере деталей. Это была машина «Urbee 2», которая стала усовершенствованным вариантом впервые напечатанного автомобиля «3D-car» (2010 год).

Модель «Urbee 2» изготовлена из пластика, поэтому масса этого авто составляет всего пятьсот килограмм. Здесь есть бензиновый мотор, а также два электромотора. Каждый из них отвечает за определённую ось машины. Напечатанное авто способно развивать скорость в пределах ста двенадцати километров в час. Заряда батареи хватает на преодоление шестидесяти четырёх километров.

Какие возможности открывает 3D-печать?

В 2011 году, в альтернативу проекту NASA о создании базы на Луне с применением роботизированной техники, ESA предложило использовать 3D-принтеры для построения зданий. Используя модель принтера «D-Shape» от производителя Monolite, можно будет строить три с половиной кубических метра здания каждый час. Это означает, что среднее здание будет строиться примерно неделю.

Можно ли распечатать себе пистолет?

В 2012 году компания «Defense Distributed» составила план создания пластикового пистолета, который можно распечатать на 3D-принтере. «Liberator» — модель пистолета, выпущенная через год после составления плана. Данный вид оружия состоит из шестнадцати деталей, и только одна из них сделана из металла. Заряжается пистолет одним патроном. Легко заменяющийся ствол рассчитан на 11 выстрелов.

Пуля, выпущенная из этого пистолета, может раздробить череп и с лёгкостью повредить ткани организма. Оружие, которое каждый мог напечатать, используя трёхмерный принтер, начало представлять огромную опасность для общества. Металлоискатели такой пистолет обнаружить не могут, поэтому вычислить напечатанное оружие практически невозможно.

Только в ноябре 2013 года вышел закон, запрещающий изготавливать оружие с помощью 3D-принтеров. Теперь получить такой пистолет могут только те, у кого есть лицензионное разрешение на это («Federal Firearms License»).