Регулярно в новостях мы пишем (а вы читаете) ставшее привычным прилагательное «напечатанный» и вроде как всем понятно, что речь о 3D-принтерах. Но целой картины не получается; нет-нет, да и проскочит вопрос: «Что вообще можно напечатать на 3D-принтере?» Использовать исчерпывающий ответ «много чего» при таком вопросе, как минимум, неприлично. Поэтому мы подобрали несколько наглядных примеров 3D-печати: от коронарной артерии и ракетного двигателя до гаджетов с метеоритной крошкой. Но обо всем по порядку.
Органы, ткани и прочая медицина
3D-печать позволяет даже на относительно дешевом принтере создавать объекты с высоким уровнем детализации, что оказалось полезным в медицинских исследованиях. На 3D-принтерах уже печатали сосуды, хрящи, яичники и даже аналог коры головного мозга. Несмотря на обнадеживающие результаты, говорить о том, что человечество может печатать сложные работоспособные органы, пока еще рано. Исследователи относительно недавно научились печатать живыми клетками сохраняющие форму протезы, а 3D-печатные кровеносные сосуды, хотя и обрастают капиллярами, но делают это совершенно хаотично. Зато существующего уровня развития технологий вполне хватает, чтобы печатать тренировочные уши для пластических хирургов.
По крайней мере, нет никаких проблем с таблетками — тут 3D-печать помогает экспериментировать с дозировкой и формой таблеток, что напрямую влияет на скорость высвобождения лекарства. Кроме того, на вполне прикладном уровне 3D-печать может применяться в стоматологии — один смелый и уверенный в своих силах студент даже исправил прикус с помощью самостоятельно изготовленных элайнеров.
Отдельно стоит выделить тему изготовления протезов. 3D-сканеры и принтеры помогают быстро изготовить достаточно сложные протезы, подогнанные под размеры и нужды пациента. При этом если мы говорим об утерянной конечности, то для рук, например, есть уже достаточное количество готовых моделей, которые нужно только подогнать по размеру — таким образом, пациент получает сложный и удобный протез практически по цене пластика. Есть даже организации добровольцев, которые занимаются изготовлением бесплатных 3D-печатных протезов разного уровня сложности.
Не стоит думать, что люди помогают только себе подобным — 3D-печать также активно используется при создании протезов для животных. Конечно, наш любимый персонаж это черепахас титановыми челюстями, но мы ничуть не меньше переживали за хаски по имени Дерби, которому напечатали протезы передних лап, и за Кэссиди — котенка с 3D-печатной инвалидной коляской. У Кэссиди, кстати, все хорошо — судя по последнему видео, котенок подрос, бодро скользит задней частью тела по кафелю и даже играет с другими кошками. А еще в нашем списке добрых историй целая коллекция птиц: тукан, пеликан и ара, которым напечатали протезы клюва, а также утка с напечатанными протезами ног.
Произведения искусства и зоотропы
Без сомнения, наиболее яркий пример использования 3D-печати в мире искусства, это создание портрета под названием «Следующий Рембрандт». Управлявший работой 3D-принтера алгоритм печатал специальными чернилами в 13 слоев краски — таким образом удалось передать рельеф настоящего портрета маслом.
Конечно, 3D-принтеры не только картины писать могут. Дизайнеры вовсю используют их в своих проектах, в том числе при создании одежды — существует «живая» накидка, выглядящая как шкура дикобраза. Она вся покрыта 3D-печатными иглами и меняет форму в ответ на взгляд человека противоположного пола.
А можно и сам 3D-принтер сделать главным элементом арт-проекта. Так, например, поступили голландские дизайнеры, записавшие звук на глину. К столу печатающего глиной 3D-принтера дизайнеры прикрепили динамик, который ритмично издает низкочастотные звуки. Получилась своеобразная система перевода колебаний динамика в текстуру печатаемого изделия.
Если хочется чего-то монументального, то и здесь 3D-печать может помочь. Швейцарцы приспособили импровизированный 3D-принтер для создания самой настоящей скульптуры из щебня и веревки. Экструдер укладывает веревку, а сверху насыпается слой щебня — самый настоящий послойный синтез.
Стоит упомянуть и мало известное сегодня искусство создания зоотропов — движущихся скульптур. Работать с одной трехмерной моделью в 3D-редакторе должно быть значительно проще, чем изготавливать несколько десятков фигур вручную. Или несколько сотен, как в зоотропе «All Things Fall», который создан по мотивам картины Рубенса «Избиение младенцев» и состоит из более чем 350 фигур.
Реактивный двигатель и шестереночная гидромашина
Само собой, возможность быстро изготовить прототип сложной детали обрадовала инженеров и конструкторов, работающих с техникой самого разного уровня. Особенно интересно выглядят перспективы изготовления металлических деталей, ведь при спекании лазером металлического порошка отходов практически не остается, а узлы при этом зачастую получаются достаточно прочными для практического применения.
NASA, например, начало испытывать 3D-печатные детали ракетного двигателя еще три года назад, постепенно увеличивая количество напечатанных деталей в экспериментальном двигателе. В декабре 2015 года агентство успешно испытало ракетный двигатель, около 75 процентов деталей которого были изготовлены при помощи 3D-печати. ESA тоже старается не отставать — прошлым летом европейцы испытали реактивный двигатель с 3D-печатными платиновыми деталями.
Экономичность 3D-печати при производстве металлических деталей убедила некоторые компании использовать аддитивные технологии не только в прототипах, но и в серийном производстве. Airbus, например, недавно получил два серийных турбореактивных двухконтурных двигателя, в которых установлены напечатанные топливные форсунки. Не отстают от гражданских авиастроителей и военные — на эту тему у нас даже был развернутый материал. Если коротко, то военные собираются печатать не только запчасти к бомбардировщикам, но и беспилотники в полевых условиях.
Как насчет готовой к применению гидравлики? Специалисты из Лаборатории информационных технологий и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института уже освоили метод производства готовых гидравлических узлов, которые не нужно прокачивать или заправлять — они работают прямо из принтера. Несколько сопел позволяют одновременно печатать жесткие и эластичные части корпуса, а также сразу заливать жидкость. В результате получилась шестереночная гидромашина и вполне рабочий гексапод, на который прикрепили электромотор и он пришел в движение.
А еще недавно на 3D-принтерах научились печатать фазированные антенные решетки, так что дешевые радары для военной и гражданской техники тоже не за горами. Хочется верить, что это ускорит развитие активных систем безопасности в автомобилях и радар перестанут ставить только спереди из соображений экономии.
Одежда и мотоцикл
3D-печать не обязательно должна быть сурово-технической или научно-медицинской, у аддитивных технологий есть и вполне бытовое применение. На 3D-принтере уже напечатали дом, одежду, и мотоцикл. Да что там этот мотоцикл, в 2017 году нам обещали серийный 3D-печатный электромобиль! Впрочем, если серийная модель не радует глаз и душа просит эксклюзива, то всегда можно напечатать суперкар.
Если вы вообще не фанат концепции личного транспорта и хотите напечатать что-то поменьше, то в хозяйстве всегда пригодится сортировщик жевательных конфет, чайный сервиз из чая или самая маленькая в мире циркулярная пила.
А что же там с метеоритами и 3D-печатью? Yota предлагает при заказе модема напечатать к нему чехол — и вот тут как раз нам и пригодится метеорит, о котором мы говорили в начале материала. На отдельном сайте можно самостоятельно откалывать от виртуального метеорита куски и выбрать надпись на чехле. Дальше по вашей 3D-модели уже напечатают чехол, в который на этапе производства добавят частицы самого настоящего железокаменного метеорита «Сеймчан». Такой вот симбиоз интернета, 3D-печати и древнего космического булыжника.
Если же вы все еще не впечатлены возможностями 3D-печати, то не забывайте, что, в конце концов, на 3D-принтере всегда можно напечатать 3D-принтер.
Николай Воронцов
