3D-моделирование и 3D-печать сегодня — одно из самых перспективных направлений инновационного творчества. Эту технологию специалисты называют революционной. С помощью 3д принтера можно сделать практически любой предмет. Именно предмет. Изделие получается объёмным.
3D-печать — это построение реального изображения по заданному образцу. Модель сохраняется в специальном формате на компьютере, затем отправляется в печать. Таким образом, изделие вырастает на пустом месте.
Принцип такой печати — повторяющиеся циклы. Слой специального вещества наносится на рабочий стол принтера. Циклы непрерывно следуют один за другим: на первый слой материала наносится следующий, элеватор снова опускается и так до тех пор, пока не будет получено готовое изделие.
Вид материала выбирается исходя из того, какой предмет должен получиться в результате. Это могут быть фотополимерные смолы, различные виды пластиковой нити, керамический порошок или же глина.
Вообще 3D — нельзя назвать открытием.
Ещё в 1984 году компания Charles Hull разработала технологию трёхмерной печати для объектов с использованием цифровых данных. В 1988 году появился первый промышленный принтер.
В 1991 году компания Helisys презентует технологию для производства многослойных объектов. Через два года Массачусетский университет регистрирует патент на трёхмерную печать, подобную струйной, такой как у обычных 2D-принтеров.
В 2005 году появился первый 3D-принтер, способный печатать в цвете, это детище компании Z Corp под названием Spectrum Z510, а буквально через два года появился первый принтер, способный воспроизводить 50% собственных комплектующих.
Возможности 3D-печати постоянно растут. Ей оказалось подвластно практически все. Среди инноваторов бытует фраза — если нет возможности что-то купить, это можно распечатать! Специалисты даже составили топ самых невероятных 3D-принтеров.
Шестое место у распечатанного транспорта. Уже есть возможность прокатиться на этих машинах с ветерком. Энтузиасты из английского городка Филтон создали протопит велосипеда из нейлонового порошка. Американцы пошли ещё дальше. Распечатали автомобиль. Все пятьдесят деталей выполнены на 3D-принтере. Обтекаемый корпус значительно снижает расход топлива. Кроме того, на 3D-принтере даже делали самолет.
Пятое место у оружия. Из пластика за рубежом инноваторы делают пистолеты, винтовки и магазины к ним.
Строчкой выше расположились японцы. Они решили распечатать 3D-копии эмбрионов детей. Несколько клиник предлагают такую услугу. А называется она «Образ ангела». За основу модели берется снимок УЗИ будущей матери. Он сканируется и специальная программа строит объемное изображение.
3D-печать открыла безграничные возможности для фэшн-индустрии. Туфли, нижнее бельё, блузки и даже первое в истории платье инноваторы уже распечатывали. Гардероб из принтера даже представляли на подиуме на парижской неделе моды.
Также 3D-принтеры научили готовить. В картридже могут быть заправлены разные продукты — крем, тесто, ореховое масло, сыр, шоколад. И главное — умная техника способна повторить любую авторскую форму. И посуду мыть не придется.
А вот самой невероятной назвали 3D-печать в медицинских целях. Ученые из принстонского университета, к примеру, создали из полимера ухо. Известно, что удачно распечатана была и щитовидная железа. А будущим называют биопринтинг. Ученые научились создавать сосуды и ткани. В качестве материала используются живые клетки. Специалисты уверяют, что накладывая их слой за слоем, можно создавать даже человеческие органы.
Вот как раз в медицинской сфере и работают над своим проектом инноваторы из Хабаровска. Молодые люди решили напечатать 3D-протез руки. Сейчас работы в самом разгаре. Это своего рода эксперимент — как для инженеров, так и для пациента, который готов опробовать разработку. Как умная техника помогает восполнить ограниченные возможности человека, мы узнали, когда побывали в 3D-лаборатории.
В стенах этой небольшой лаборатории готовят революцию. Инновационную. Уже через несколько дней здесь соберут протез руки, который распечатали на принтере. Такого в Хабаровске ещё не было. На мониторе компьютера — 3D-модель будущей конструкции. С нее и началась большая работа. Виртуальную кисть разделили больше чем на двадцать деталей — фаланги пальцев, связки между ними, основание. И по маленьким фрагментам выводили на печать.
Сергей Скачек, инженер
— Кропотливость заключается во времени. Это самый ценный ресурс. Четыре с половиной часа печатается эта часть. Делайте вывод, сколько уйдет на руку.
Так как печать объёмная, времени требуется немало. Сама же технология несложная. Нить из АБС-пластика подается в устройство, и нагревается до высокой температуры. Аккуратно, слой за слоем головка принтера прокладывает заданный программой путь. Один заход — тончайший слой. В этом протезе он всего две десятых миллиметра. К примеру, чтобы исполнить одну фалангу, накладывается почти триста слоев. АБС-пластик хорошо зарекомендовал себя. Материал прочный, противоударный, легкий, хорошо переносит перепады температур. Готовые изделия нужно просушить и обработать.
Самадин Гумбатов, руководитель проекта
— Мы примерили тестовый вариант. Посмотрели, как ложится рука, как будет двигаться. Мы сразу поняли — каждый протез индивидуальный. Нет одинаковых рук. Каждый протез нужно модернизировать.
Идея сделать 3D-протез пришла Самадину во время работы над дипломным проектом. Будущий соцработник предложил способ улучшить жизнь людей с ограниченными возможностями. Но тогда идею протеза, который нужно было печатать на принтере, восприняли скептически. Молодой человек сам занялся поисками технологии. И нашёл сообщество инноваторов. Его участники в рамках волонтерского движения поделились с дальневосточными коллегами разработкой. В Хабаровске молодым людям осталось только претворить в жизнь идею. Они тогда точно понимали — такого функционального протеза на Дальнем Востоке ещё не было. Эта пластмассовая кисть способна водить машину, открыть дверь, взять кружку или же пожать руку при встрече.
Сергей Скачек, инженер
— Проходят нитки через весь протез. Через каждый палец. Отверстия сквозные. …Сгибаем кисть, нитки тянутся и сгибается палец.
Этот первый протез — своеобразный эксперимент. Если идею удастся реализовать, инноваторы планируют выйти с ней на региональный уровень. И тогда технология станет для сотен людей шансом на полноценную жизнь.
Кстати, хабаровским инноваторам удалось найти и пациента, который вместе с ними решился на эксперимент. Не так давно с ним произошёл несчастный случай. После чего он лишился пальцев. На призыв испытать на себе новые технологии он откликнулся сразу же. Теперь вместе с группой энтузиастов следит за тем, как печатается его протез. И уже знает, что сделает в первую очередь, когда наденет 3D-кисть.
Евгений Коржуков, житель Хабаровского края
— Попробую что-то взять в руку! Например, кружку с чаем. Для меня это будет полноценная жизнь.
Важная деталь — стоить распечатанный на принтере протез будет примерно десять тысяч рублей. Это в несколько раз меньше тех, что сегодня изготавливают на заводах. Ну а в подтверждение того, что в Хабаровском крае действительно актуальна тема инновационного протезирования, следующая статистика.
Только за один год в нашем регионе устанавливается девятьсот протезов. Из них большая часть или 70% замещают тазобедренные суставы. И 30-коленные. И в единичных случаях — плечевые. А вот покупают их на открытых аукционах. Причём как российского, так и импортного производства.
Так что у инноваторов есть место для роста. Будем следить, как новые технологии смогут изменить жизнь. Оставайтесь с нами, на телеканале «Россия 24».