Когда инженеру по имени Чак Холл впервые пришла в голову идея печати трехмерных объектов еще в начале 1980-х годов, многим это, вероятно, показалось чем-то вроде надуманного научно-фантастического романа. Но с тех пор 3D-печать, которая включает в себя отправку 3D-дизайна на специальную машину, которая накладывает слои сырья друг на друга, стала не только реальностью, но и коренным образом изменила правила игры, обещая переделать наш мир как радикально, как когда-то паровой двигатель, электричество и компьютер.
Трехмерные принтеры не только позволят производителям сократить время, необходимое для проектирования и изготовления продукта, но и позволят создавать сложные формы и структуры, которые ранее были невозможны. Они даже могут привести нас в новую индустриальную эпоху, когда нам не понадобятся фабрики и сборочные линии для производства многих товаров. Вместо этого дизайнер может передавать планы продуктов - от деталей самолетов до одежды и игрушек - непосредственно на собственные принтеры конечных пользователей.
Трехмерная печать уже используется крупными компаниями, такими как Ford, которая печатает крышку двигателя для своего Mustang 2015 года, и GE, которая планирует печатать топливные форсунки для реактивных самолетов.
Но это лишь малая часть невероятного разнообразия предметов, которые можно создать с помощью 3D-принтеров. От фармацевтических препаратов до протезов и продуктов питания - давайте рассмотрим 10 способов, которыми технология 3D-печати может изменить мир в ближайшие годы.
10: Одежда по индивидуальному заказу
В 2013 году модель Victoria's Secret Линдсей Эллингсон поразила как модников, так и технарей, расхаживая по подиуму в единственном в своем роде блестящем ансамбле со снежинками, украшенном крыльями, корсетом и головным убором из нейлон с помощью процесса 3D-печати.
Но этот привлекающий внимание трюк дал лишь намек на то, как 3D-печать может изменить индустрию одежды. В ближайшем будущем, по словам голландского модельера Айрис ван Херпен, портные, скорее всего, будут использовать 3D-сканирование тел потребителей для создания одежды и аксессуаров по индивидуальному заказу, которые не только идеально им подходят, но даже подстраиваются под индивидуальные особенности их тела. движения.
«С помощью 3D-печати вы можете решить, насколько гибкой вы хотите в миллиметрах или сантиметрах для конкретной части, например, коленей или плеч, и вы можете просто включить это в файл», - сказал ван Херпен. в интервью 2013 года.
9: Недорогие протезы конечностей
В 2012 году Даниэль Омар, 14-летний суданский мальчик, был ранен, когда правительственные войска сбросили бомбу во время нападения на повстанцев. Американский хирург смог спасти жизнь Омару, но тот остался без рук. Так было до тех пор, пока Мик Эбелинг, исполнительный директор исследовательской фирмы Not Impossible Labs, не прочитал в журнале статью о бедственном положении Омара и других суданских ампутантов..
Эбелинг создал лабораторию в суданской больнице и оборудовал ее 3D-принтерами, которые производили протезы конечностей по цене всего 100 долларов за штуку, что составляет небольшую долю от тысяч долларов, которые стоят обычные изготовленные протезы. Исследователи из дизайнерской фирмы Autodesk и Университета Торонто работают над разработкой программного обеспечения, которое в конечном итоге позволит им сканировать тела людей с ампутированными конечностями, а также проектировать и печатать индивидуальные конечности, которые более точно соответствуют их телам.
8: Запасные части почти для всего
Наверное, каждый сталкивался с разочарованием, когда приходилось выбрасывать старый, надежный прибор, который прекрасно работал бы, если бы только можно было найти запасные части.
Но это, вероятно, изменится благодаря 3D-печати, которая позволит вам просто загрузить чертежи запасных частей и распечатать их на собственном принтере. Сайт 3D-печати Thingiverse уже предлагает проекты для печати около 2 500 запасных частей для всего: от ручных автомобильных рукояток и роликов для посудомоечных машин до деталей наручных часов и плавников для игры в пинбол. Не так уж сложно представить себе будущее, в котором ваши надежные старые гаджеты смогут прослужить так же долго, как автомобили 1950-х годов в Гаване, которые поддерживаются в рабочем состоянии благодаря изобретательности механиков.
7: Фармацевтика своими руками
Немного доработав, можно настроить 3D-принтер для распыления фармацевтических ингредиентов вместо пластиковых или металлических слоев и создания химических реакций, которые могут открыть путь к индивидуальной печати лекарств. В 2012 году исследователи из Университета Глазго использовали 3D-принтер для создания ряда соединений, в том числе используемых для лечения рака.
" В будущем вы могли бы купить обычные химические вещества, вставить их во что-то, что можно распечатать на 3D-принтере, просто нажать кнопку, чтобы смешать ингредиенты и отфильтровать их через архитектуру, а внизу вы получите свой рецепт препарат», - объяснил тогда исследователь Марк Саймс.
Фармацевтические препараты, сделанные своими руками, когда-нибудь могут сократить расходы на здравоохранение, но технология также может иметь некоторые риски, потому что люди могут отказаться от медицинского наблюдения. Что еще хуже, правоохранительным органам будет трудно помешать наркоманам загружать дизайны и печатать вещества по своему выбору - будущее, предсказанное в недавней статье Vice, озаглавленной «В будущем ваш торговец наркотиками станет принтером».
6: Необычные конфеты
На выставке Consumer Electronics Show 2014 в Лас-Вегасе компания 3D Systems продемонстрировала пару систем 3D-принтеров, которые были настроены для изготовления конфет из таких ингредиентов, как шоколад, сахар с добавлением ванили, мята, кислое яблоко. и ароматизаторы вишни и арбуза. Конфеты были созданы путем нанесения тонкого слоя ароматизированного сахара и нанесения на него воды с помощью струйной печатающей головки. Это породило вещество из затвердевших кристаллов. Мало того, что конечный продукт был съедобным, производители могли создавать конфеты необычной геометрической формы и даже модные сладости с движущимися частями.
И это не единственная еда на 3-D радаре. Компания Natural Machines недавно представила устройство 3D-печати под названием Foodini, которое может печатать пасту для равиоли. Еще одна компания, Dovetailed, придумала метод превращения фруктового пюре в искусственные фрукты.
5: Ваш собственный дом
Не исключено, что в будущем вы сможете создать или загрузить проект дома своей мечты, а затем отправить его в строительную компанию, которая напечатает его для вас на вашем участке. Сообщается, что китайская строительная компания строит дома, используя гигантский 3D-принтер для распыления слоев цемента и переработанных строительных отходов для формирования стен и остальной конструкции. Готовые дома выглядят не так уж красиво, но их можно произвести менее чем за 5 000 долларов, и компания заявляет, что может производить до 10 домов за один день.
Другая компания в Словении, как сообщается, планирует в 2014 году вывести на рынок три различных типа домашних 3D-принтеров. Цены будут начинаться с 12 000 евро (16 300 долларов США).
4: Пересадка органов
В течение многих лет исследователи пытались выяснить, как вырастить дубликаты человеческих органов в лабораториях, чтобы их можно было трансплантировать людям, которые в них нуждаются. Но хотя им удалось вырастить ткани, клеточные структуры и сосудистые системы полноценных органов, таких как почки и печень, очень и очень трудно воспроизвести. По крайней мере, так было до сих пор.
Исследователи-медики добились больших успехов в биопечати, при которой они собирают человеческие клетки из биопсии или стволовые клетки, размножают их в чашке Петри и используют это для создания своего рода биологических чернил, которые принтеры могут распылять.(Трехмерный принтер запрограммирован на сортировку различных типов клеток и других материалов в трехмерную форму.)
Ученые надеются, что когда-нибудь биопечать позволит им расположить клетки настолько точно, что они смогут имитировать функции человеческих органов, что сделает их полезными для тестирования новых лекарств или даже для трансплантации органов. Если бы органы можно было изготовить из собственной ткани или стволовых клеток пациента, вероятность того, что они будут отвергнуты его или ее иммунной системой, была бы меньше.
3: Крутые тачки
Автозапчасти, напечатанные на 3D-принтере, существуют уже давно, но изобретатель Джим Кор и команда его коллег-инженеров пошли еще дальше и напечатали целый автомобиль. В 2013 году Wired сообщил, что трехколесный двухместный автомобиль Urbee 2, который в основном сделан из пластика, был создан на 3D-объекте. Автомобиль еще не пригоден для эксплуатации, поскольку гибридный двигатель (сделанный из металла) все еще разрабатывается, не говоря уже о том, что необходимо провести тесты на безопасность.
На изготовление автомобиля ушло около 2500 часов, а это значит, что он вряд ли появится в автосалоне вашего местного автодилера какое-то время. Но это может быть предзнаменованием будущего, в котором автопроизводители смогут скрупулезно возиться с дизайном и использовать 3D-печать для создания экономичных автомобилей, таких же прочных и устойчивых, как сталь, но намного легче и с оптимальными аэродинамическими характеристиками..
В 2015 году, при условии финансирования, двое изобретателей Urbee 2 планируют проехать на машине из Нью-Йорка в Сан-Франциско за два дня на 10 галлонах (38 литрах) бензина.
2: Копии известных произведений искусства
Художник из Южной Калифорнии Космо Венман использовал 3D-принтер для создания тщательно отрисованных копий известных скульптур на основе планов, созданных из сотен фотографий, которые он сделал со всех сторон. Один пример: он воспроизвел «Голову лошади Селены», классическую греческую скульптуру, которая когда-то находилась в Парфеноне, а теперь находится в Британском музее, напечатав десятки кусочков пластика, склеив их вместе и раскрасив их, чтобы имитировать мрамор. оригинал. Венман ограничил свои усилия воспроизведением произведений древности, чтобы его не ограничивали авторские права.
В конечном счете, трехмерные репродукции могут позволить таким музеям, как Смитсоновский институт, в котором в любой момент времени экспонируется лишь около 2 процентов его 14-миллионной коллекции, оцифровывать произведения искусства и делать копии доступными для людей по всему миру. мир, который в противном случае мог бы никогда их не увидеть.
1: Пистолеты
В 2013 году активист из Техаса с анархистскими философскими взглядами попал в заголовки газет, создав распечатанный на 3D-принтере пистолет под названием Liberator и успешно стреляя из него на частном полигоне. Производитель позаботился о том, чтобы включить металлическую часть, чтобы соответствовать федеральному запрету на пластиковые пистолеты, которые могут проскользнуть через службу безопасности аэропорта. Тем не менее, Liberator, казалось, был призван продемонстрировать полную бесполезность навязанного государством контроля над оружием в будущем, когда будет легко распространять чертежи самодельного оружия через Интернет.
Действительно, всего год спустя власти Японии - страны с ограничительными законами о контроле над оружием - арестовали 27-летнего мужчину за то, что он якобы хранил пять пластиковых пистолетов, созданных на основе чертежей, которые он скачал из Интернета. В 2014 году Wired сообщил, что производители оружия, сделанные своими руками, научились использовать 3D-печать для создания «мощного огнестрельного оружия военного уровня, и что это будет «лишь вопросом времени, пока полностью напечатанное оружие не станет таким же прочным и смертоносным», как те. производится на обычных заводах.
Примечание автора: 10 способов, которыми 3D-печать может изменить мир
Я думаю, что 3D-принтеры произведут революцию в нашем обществе, отчасти за счет децентрализации производства и ускорения инноваций. Уже сейчас в сообществах по всей стране можно присоединиться к «мейкерскому пространству», также известному как «хакерское пространство» или «хаклаб», своего рода коворкинг-пространству, в котором люди, желающие создавать свои собственные продукты, могут обмениваться 3D-объектами. принтеры и другое промышленное оборудование.