Напечатанная реальность
Трехмерная печать (3D-печать) - это уже далеко не научная фантастика, а вполне себе рутинный метод, широко применяемый в промышленном моделировании. Но в определенный момент компьютеры перешли из стен крупнейших лабораторий практически в каждый дом и теперь 3D-печать полным ходом движется в сторону рядового потребителя.
Первые применения технологии 3D-печати относятся к 1980-м годам. Тогда трехмерные принтеры были громоздкими и чрезвычайно дорогими, а область их применения - сильно ограниченной, да и самого термина - 3D-печать - еще не существовало. Сейчас уже только "ленивый" не слышал про бытовое применение этих устройств и технологий.
Технология трехмерной печати дешевеет стремительными темпами. Вполне возможно, что скоро настольный 3D-принтер станет для многих такой же заурядной вещью, как и обычный принтер. Компания QU-BD открыла предзаказ на 3D-принтер One Up, который обойдется всего в 199 долларов.
За счет чего удалось достичь такого показателя?
Во-первых, каркас устройства выполнен не из металла, а из нарезанной лазером древесно-волокнистой плиты средней плотности (MDF), покрытой меламином. Кроме того, следует отдавать себе отчет, что размер создаваемых объектов будет довольно небольшим - размеры рабочей камеры составляют 100х100х125 мм. Для сравнения, на «3D-принтере для каждого» Buccaneer можно создавать объекты 145х125х155 мм.
Click to viewhttp://youtu.be/ka8stfubsCk
Помимо этого, принтер придется собрать вручную (по всей видимости, это несложно). Минимальное разрешение слоя составляет 50 микрон, а максимальная скорость печати - 100 мм/с. В комплекте также будет идти небольшое количество материала для печати (PLA). Принтер способен печатать как из PLA, так и из ABS-пластика.
Помимо One Up, компания предлагает и 3D-принтер Two Up. Он имеет такие же технические характеристики, за исключением того, что размеры рабочей камеры составляют 175х175х125 мм, а цена - 279 долларов.
Для QU-BD One Up собирали деньги на Kickstarter. За 5 дней до конца компании набралась сумма в 270 тысяч долларов (цель была 9 тысяч). Выход One Up намечен на январь-февраль, Two Up появится в марте следующего года.
И вот уже сегодня созданными с помощью трехмерной печати пистолетами и даже ружьями никого не удивишь - в Интернете полно чертежей, несмотря на возражения властей ряда государств. В конце октября в Великобритании даже закрыли подпольную фабрику, где производилось оружие на 3D-принтере. Подобное вооружение очень удобно для преступников - оно пластиковое и скрыть его значительно проще.
Тем не менее, вряд ли что-то сможет помешать вечной для человечества теме оружия. Как и стремлению к прогрессу и новым технологиям. Техасская фирма Solid Concepts, оказывающая услуги трехмерной печати, создала на 3D-принтере первый в мире полностью функциональный металлический пистолет.
Оружие, основой которого послужил самозарядный пистолет М1911, создано из инконеля и 33 видов нержавеющей стали. В качестве материалов для рукоятки выступили углеродное волокно и нейлон.
По словам представителей фирмы, им удалось произвести 50 выстрелов. Это великолепный результат для оружия, созданного с помощью 3D-печати, поскольку с пластиковым оружием все не так хорошо. Процесс «металлической печати» похож на 3D-печать из традиционных пластиковых материалов - так, из металлических частиц лазером «сплавлялись» детали, как и из порошкообразного пластика.
Стоит отметить, что пистолет производства Solid Concepts полностью легален - фирма является единственной среди предприятий, оказывающих услуги 3D-печати, которая имеет соответствующую лицензию.
Но это еще не все, это направление активно начинает использоваться и в медицине.
3D принтер способен печатать кусочки ткани, кожи, позвоночные диски, коленные хрящи и полноценные органы. Перед началом печати орган больного сканируют с разных ракурсов и загружают полученную информацию в трёхмерный принтер, вместе с образцом ткани органа. За несколько часов работы устройство воссоздаёт точную копию органа, включая сосуды.
3D печать искусственной почки
При помощи трёхмерной печати американские учёные вырастили человеческий мочевой пузырь и половые органы кроликов, которые после их вживления ампутированным кроликам позволили животным снова спариваться. Также учёные воссоздали сердце крысы, которое успешно работало после имплантации подопытному животному.
Этот уникальный аппарат может заживлять раны прямо на пациенте, а также устранять механические повреждения органов, полученные в результате огнестрельных и ножевых ранений, несчастных случаев и т.д. Для этого он сканирует рану (орган) и заполняет её соответствующим типом свежевыращенных тканей.
С помощью 3D-печати можно изготовить и элементы протеза, необходимые для использования в ортопедии или стоматологии. Так, в начале 2012 года 83-летней женщине из Голландии вместо челюсти, разрушенной раком, имплантировали титановую челюсть, отпечатанную целиком на 3D-принтере. Еще «Газета.Ru» рассказывала об американской девочке Эмме, элементы экзоскелета для которой были напечатаны с помощью принтера, разработанного компанией Stratasys. Эмма Лавель из Филадельфии страдала врожденным артрогрипозом, из-за которого она совершенно не могла шевелить руками, ее плечевые суставы были повернуты внутрь, и она могла двигать лишь большим пальцем. Напечатанные на трехмерном принтере элементы внешнего скелета, которые Эмма назвала «мои волшебные руки», дали ей возможность играть, рисовать и обнимать родителей.
http://youtu.be/IBSVagbR9kg
Уже сейчас можно получить четкую копию, например, человеческого черепа. Исходный объект послойно сканируется, затем «переводится» на язык многоугольников, и с помощью 3D-принтера его можно воссоздать с заданной точностью.
А можно ли на 3D-принтере печатать не только элементы скелета, но и органы? Ответ на этот весьма, как показалось бы лет десять назад, странный вопрос сейчас уже утвердительный.
Первые испытатели, кому пришла в голову идея напечатать органы, заряжали картридж 3D-принтера клетками вместо чернил и выкладывали их на подложку слой за слоем. Но без постоянной подпитки клетки гибнут раньше, чем закончится печать. Летом 2012 года биотехнологи из университета Пенсильвании, Гарварда, Массачусетского технологического института и Кембриджа, статья которых появилась в журнале Nature Materials, нашли выход из ситуации: они стали наращивать ткань на каркас из сахарных трубочек, которые подменяют собой сеть кровеносных сосудов.
Отпечатанные трубочки образуют «скелет» будущей печени или другого органа. Его заливают гелем, содержащим живые клетки крысиной печени.
«Cкелет» будущей печени из сахарных трубок (красный цвет) и гель из живых клеток печени (зеленый цвет) // Jordan S. Miller
Специальные белковые молекулы «привязывают» клетки к стенкам трубочек - так получаются заготовки капилляров. После этого авторы прокачивали по трубочкам питательную жидкость, имитирующую кровь. Растворяя сахар, эта жидкость избавляет искусственную ткань от «строительных лесов» и одновременно не дает клеткам проголодаться.
Пока трехмерная печать не используется в медицине повсеместно, но у данного направления есть большой потенциал.
[по материалам]
источники
http://onegadget.ru
http://www.orgprint.com/en/wiki/istorija-3d-pechati
http://www.gazeta.ru/science/2012/11/12_a_4848441.shtml
http://artishev.com/texnologii/3d-printery.html
http://www.mir3d.ru/articles/921/