General Motors представила концепт-план Chevrolet Corvette, созданный с использованием 3D-печати
3D-печать давно заняла прочные позиции в автопроме. Ее используют для самых разных задач: от разработки внешнего и внутреннего дизайна автомобилей до оптимизации производственных процессов. Использование аддитивных технологий позволяет создавать сложные компоненты, которые трудно или дорого производить традиционными методами. Кроме того, 3D-печать дает возможность быстро тестировать цифровые прототипы, оперативно вносить изменения и внедрять их в производство.
General Motors использует эти технологии уже почти 30 лет — в дизайне, разработке материалов и производстве автомобилей. С помощью 3D-печати компания создает прототипы, а также оснастку и инструменты для упрощения производственных процессов, что способствует снижению затрат и более устойчивому производству.
И недавно команда представила концепт-план нового Chevrolet Corvette, разработанного в новом дизайн-центре компании в Великобритании. Этот футуристичный прототип стал первым результатом работы этого подразделения, задача которого состоит в формировании облика автомобилей будущего. Их главная цель — задать вектор развития автомобильного дизайна на ближайшие 10–20 лет.
Хотя серийный выпуск нового Corvette не планируется в ближайшее время, концепт-план стал важным шагом в развитии производственных возможностей GM. Значительная часть компонентов будет напечатана на 3D-принтерах, а сам дизайн вдохновлен аэрокосмической эстетикой. Уже известны и габариты модели: высота — менее 1 м, ширина — около 2 м, длина — 4,7 м.
Росатом и уральские ученые разработали технологию 3D-печати редкоземельных магнитов
Совместно с Уральским федеральным университетом (УрФУ) и Институтом физики металлов УрО РАН, при участии ГК «Росатом», была создана отечественная технология 3D-печати постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов. Проект реализован по заказу АО «Наука и инновации», входящего в структуру госкорпорации.
Постоянные магниты из редкоземельных металлов превосходят традиционные аналоги по энергоэффективности в 5–6 раз. Основными элементами для их производства являются неодим, празеодим, самарий, тербий и диспрозий. Новая технология ориентирована на производство высокоэнергетических магнитов, критически важных для передовых отраслей — авиационной, космической, энергетической и других.
«Госкорпорация «Росатом» развивает неядерное направление и выстраивает полную технологическую цепочку — от добычи сырья до получения готовой продукции, к примеру электромобилей, работа которых невозможна без высокоэнергетических магнитов. У нас есть компетенции во всех ключевых звеньях редкоземельной промышленности — в добыче сырья (горнорудный дивизион), разработке и внедрении новых технологий получения редкоземельных металлов и продуктов из них (научный дивизион), производстве (топливный дивизион). При этом мы, безусловно, заинтересованы в сотрудничестве с другими организациями для создания и развития отечественных технологий, которые помогут не только укрепить технологический суверенитет нашей страны, но и будут востребованы в самых разных высокотехнологических сферах и на мировом рынке», — прокомментировал первый заместитель директора АО «Наука и инновации» Алексей Дуб.
Разработка позволяет печатать магниты двух типов: на основе неодима с добавлением празеодима, тербия и диспрозия (работоспособность до 200 °C), а также из самарий-кобальтовых сплавов, способных выдерживать температуры до 550 °C. Технология 3D-печати дает возможность изготавливать сложные формы и целые магнитные системы с минимальными потерями эффективности за счет снижения вихревых токов.
На текущий момент созданы опытные образцы размером 10×10×3 мм. Такие магниты могут масштабироваться в зависимости от потребностей: от миниатюрных элементов для смартфонов до крупных компонентов для двигателей электромобилей.
«Постоянные магниты с редкоземельными металлами, в особенности из самарий-кобальта, востребованы в авиастроении, космической сфере, то есть там, где все должно работать надежно, без сбоев. Кроме того, в современных электрокарах, например в последних Tesla или китайских электромобилях, также стали использовать постоянные магниты. Это позволило уменьшить размер двигателей, их вес, увеличить износостойкость и КПД на 10-15%», — прокомментировал руководитель научной команды, заведующий кафедрой магнетизма и магнитных наноматериалов УрФУ Алексей Волегов.
В рамках создания замкнутого производственного цикла горнорудный дивизион Росатома уже проектирует новое разделительное производство на базе Соликамского магниевого завода. Оно позволит получать индивидуальные редкоземельные элементы магнитной группы из концентрата, полностью обеспечивая потребности в сырье для выпуска отечественных высокотехнологичных магнитов.
Ученые напечатали синтетическую кость
Исследователи из Сиднейского университета разработали новую технологию 3D-печати, позволяющую создавать синтетическую костную ткань на наноуровне. Метод обеспечивает контроль над размером частиц и пористостью во время печати, воссоздавая сложную структуру натуральной кости с разрешением до 300 нанометров. По словам членов исследовательской группы, технология обеспечивает прочность, в тысячу раз превышающую показатели других существующих методов. Эта разработка может значительно улучшить качество костных имплантатов, делая их более похожими на естественную костную ткань.
Технология использует специальные чернила на основе материалов, безопасных для организма и совместимых с живыми тканями. Например, фосфата кальция, который повторяет минеральный состав костей человека.
Проект реализован под руководством профессора Халы Зрейкат из Сиднейского университета и доцента Имана Руxани, ныне работающего в Технологическом университете Сиднея.
«Это снижает риск осложнений и повторных операций в будущем, обеспечивая более естественное восстановление костных дефектов», — отметила профессор Зрейкат, чья команда специализируется на разработке биокерамических материалов.
Технология основана на применении так называемых пренуклеационных кластеров — частиц, участвующих в природном процессе минерализации. Эти структуры внедряются в прозрачную фосфатно-кальциевую смолу, что позволяет воссоздать микро- и наноструктуру натуральной кости. Исследование опубликовано в научном журнале Advanced Materials.
В отличие от традиционных металлических имплантатов, которые лишь поддерживают структуру, не участвуя в восстановлении, новые материалы постепенно интегрируются в организм и стимулируют рост собственной костной ткани. Сейчас команда сосредоточена на масштабировании технологии, чтобы приблизить ее к практическому применению в клиниках.
В Техасе Starbucks построил кафе с помощью 3D-принтера
В городе Браунсвилл (штат Техас) скоро откроется новое кафе Starbucks, здание которого было напечатано на строительном 3D-принтере. По данным местных СМИ, строительство заведения на бульваре Бока Чика активно продвигается: уже возвели бетонные стены и нанесли фирменные логотипы бренда.
Первые упоминания об этом проекте появились еще в декабре 2024 года, когда один из местных аккаунтов в соцсетях опубликовал фото и видео со строительной площадки. В подписи к публикации Brownsville Today сообщалось: «Первое напечатанное здание магазина в долине строится здесь, в Браунсвилле! Starbucks на Бока Чика! Поговорили с рабочими — говорят, к февралю уже будете пить кофе».
Судя по более свежим снимкам, строительство близится к завершению: фасад здания площадью 130 кв. м уже готов, а также установлены окна и элементы инфраструктуры.
Хотя официальных подробностей пока немного, известно, что печать выполнялась компанией PERI 3D Construction, которая специализируется на проектировании 3D-печатных зданий и строительстве, с использованием 3D-принтера COBOD.
В МФТИ создали устройство для 3D-печати микроскопических структур
Исследователи Московского физико-технического института создали литограф, предназначенный для трехмерной печати объектов с элементами размером до 150 нанометров и разрешением 350 нанометров. Оборудование можно применять при создании микрооптических элементов фотонных интегральных схем, микрокаркасных систем для роста тканей и при прототипировании микроэлектронных элементов.
Литограф использует ультракороткие лазерные импульсы в видимом спектре, что значительно снижает стоимость самого оборудования и его обслуживания. В качестве материалов используются прозрачные биосовместимые фотополимеры, разработанные совместно с Институтом металлоорганической химии имени Разуваева в Нижнем Новгороде.
Одно из основных преимуществ нового литографа — возможность работы в режиме 3D-принтера, что позволяет создавать формы с размерами элементов меньше, чем способен увидеть невооруженный глаз. Это открывает перспективы в области биомедицинских и фотонных исследований. Устройство позволит изготавливать микромеханические устройства для исследований поведения материалов при микроструктурировании, микрокаркасные системы для имитации процессов роста тканей, а также мембранные структуры с контролируемым дизайном микропор для исследования миграции клеток в сложных структурах.
Также литограф может использоваться в оптоэлектронике — для оптического соединения компонентов фотонных схем с помощью полимерных волноводов, что может стать альтернативой пайке в фотонике.
По словам главного конструктора проекта Данилы Колымагина, сейчас в России нет отечественных аналогов такого оборудования, а на рынке в основном представлены немецкие устройства.
Проект находится на финальной стадии опытно-конструкторских работ и реализуется при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках федерального проекта «Развитие отечественного приборостроения» и национального проекта «Наука и университеты». Государственные приемочные межведомственные испытания запланированы на апрель 2025 года, а завершение проекта ожидается в августе. После этого устройство должно поступить в серийное производство. Основными заказчиками станут научные и коммерческие организации, работающие в области фотоники и биофотоники.
Кожа, напечатанная на 3D-принтере, может заменить тестирование косметики на животных
Кожа — самый большой орган человеческого тела по площади, и всё, что мы наносим на нее, может напрямую воздействовать на организм. Косметика, мази и другие средства могут как способствовать заживлению и снятию боли, так и причинять вред, если содержат токсичные вещества. Чтобы исключить такой риск, косметическая продукция проходит множество испытаний на безопасность.
До сих пор для этих целей широко применялось тестирование на животных — метод, всё чаще подвергаемый критике по этическим причинам. Альтернативой может стать новая разработка ученых из Технического университета Граца (Австрия) и Индийского института технологий Веллора: кожа, напечатанная на 3D-принтере.
Искусственная кожа изготовлена с помощью 3D-печати и обогащена живыми клетками. Как и натуральная кожа, она имеет трехслойную структуру тканей. Для ее печати ученые разработали специальные гидрогели, которые, как поясняет Карин Стана Кляйншек из Института химии при TU Graz, должны удовлетворять строгим требованиям. «Гидрогели должны не только быть совместимыми с живыми клетками кожи, но и поддерживать их рост и деление», — отмечает она.
Хотя высокое содержание воды в гидрогелях идеально подходит для интеграции клеток и обеспечения их роста, этот же факт и создает проблемы — такие как снижение механической и химической стабильности, необходимые для печати. Чтобы решить эту задачу, ученые TU Graz разработали методы стабилизации, основанные на природных механизмах, избегая токсичных химических веществ.
После успешной стабилизации и печати, 3D-кожа была протестирована на прочность и токсичность в Индии, в институте VIT. Важнейшим показателем было то, что клетки должны были выжить в течение двух-трех недель и сформировать полноценную ткань. Только после этого были возможны дальнейшие тесты на клеточном уровне.
Согласно TU Graz, первые результаты обнадеживают: стабилизирующие материалы не проявили токсичности, а сама структура кожи оказалась достаточно прочной. «Следующий шаг — использовать наши 3D-модели для тестирования наночастиц», — говорит Карин Стана Кляйншек.
Сейчас ученые продолжают работу над оптимизацией формул гидрогелей и подтверждением их пригодности для тестирования косметики.