Что такое 3d принтер?
Само понятие «принтер» уже давно известно человечеству, как бесконечный источник печатного текста и красочных изображений. Современные принтеры с легкостью печатают глянцевые и матовые фотографии, а об их незаменимости в офисах и учебных учреждениях можно рассказывать долго и нудно. Но с трехмерной печатью такие установки имеют мало общего, ведь объемных фигур с их помощью не сделаешь.
Так что же собственно представляет собой трехмерный принтер? Работа 3D принтера заключается в выводе объемных фигур и объектов, таким образом, можно утверждать, что он создает физические тела, согласно заданным формам и параметрам.
Что касается технологий воспроизведения объемной печати, то их достаточно много, но все они основаны на принципе постепенного наложения различных слоев материала друг на друга. Другими словами с помощью данного устройства можно выращивать самые разные объекты и детали в объемных плоскостях.
Где и для чего используются трехмерные принтеры
Если около 20 лет назад главным новшеством в мире и достижением разработчиков стала мобильная связь, то в нынешние годы настал звездный час трехмерных печатных устройств. Как показывает практика, их уже давно применяют в самых разных сферах. Прежде всего, их применение началось при производстве прототипов. Однако напечатать на 3D принтере можно не только идеальные прототипы, но и много других не менее важных предметов. На сегодняшний день известно применение таких аппаратов в архитектуре и скульптуре, в ландшафтном дизайне, в геодезии и картографии, а также в обувной промышленности.
Стоит отметить, что 3D принтер бизнес очень тесно связан с ювелирным делом. Технология 3D печати давно уже была взята на вооружение представителями данной профессии. Их также применяют и в медицинском моделировании для воссоздания макетов внутренних органов и при изготовлении протезов. Современные скульпторы и художники нередко прибегают к услугам аппаратов, создающих прототипы, для размножения тех или иных фигур.
Из-за высокой стоимости трехмерных принтеров не каждый предприниматель может позволить себе приобрести такое оборудование, поэтому на сегодняшний день достаточно много фирм и организаций предлагают своим клиентам арендовать такой принтер или изготавливают отдельные объекты на заказ. На территории Российской Федерации такая услуга обойдется вам в несколько долларов за каждый сантиметр кубический или больше. Всё будет в значительной мере зависеть от используемых методов трехмерной печати. В недалеком будущем планируется организация и выполнение таких заказов дистанционно, чтобы заказчик мог предоставить исполнителю точные указания, касаемо выполнения того или иного задания, а потом по почте получить уже готовое изделие.
Еще одним удивительным фактом о 3D принтерах можно считать их способность дублировать свои же детали. Разработка такого специализированного устройства началась еще в 2006 году на базе проекта под названием RepRap, в рамках которого ученым удалось воспроизвести почти половину конструктивных элементов устройства трехмерной печати. С помощью такого оборудования производство 3D принтеров в будущем будет обходиться намного дешевле и с меньшими затратами рабочих сил. В течение двух лет разработчики проводили все необходимые тесты и устраняли недостатки своего творения, а сегодня трехмерные принтеры RepRap уже запущены в серийное производство. Сделать такой 3D принтер своими руками будет достаточно трудно, но тогда вам, скорее всего, придется столкнуться еще и с недостатками устройства.
Сегодня 3D принтер купить можно лишь располагая огромными денежными средствами, но со временем стоимость таких аппаратов значительно снизится, так как современные разработки ученых главным образом нацелены на удешевление и модернизацию такого трехмерного оборудования.
Перспективы и возможности 3D принтеров в пищевой промышленности
Первое трехмерное устройство, 3D печать которого можно использовать для выращивания пищевых продуктов, сделали ученые Массачусетского университета технологии. В 2010 году они познакомили мир с удивительным аппаратом под названием Comucopia («рог изобилия»).
Работа 3D принтера такого направления мало чем отличается от стандартного устройства, однако в качестве исходного материала используется тот или иной продукт питания, можно даже смешивать несколько разных. Когда пищевые материалы попадают в рабочую камеру происходит их сильное охлаждение для удобства выполнения дальнейших работ. Затем полученное вещество тщательно перемешивается и из него изготавливается заранее заданный продукт или блюдо.
Создание такого пищевого принтера тесно связано с именами Марчелло Коэльо и Амита Зорана, так как именно эти люди считаются основателями идеи и теми, кто занимался её непосредственной реализацией. Данная инновация представляет собой не просто интересный аппарат, но и огромный шаг вперед в сфере развития кулинарии. Обзор 3D принтеров такого направления деятельности показал, что они могут познакомить человечество с совершенно новыми изысканными кулинарными изобретениями и применять неизвестные ранее технологии приготовления пищи, что пользуется особой популярностью в модных ресторанах. Более того, пользователь может заранее установить необходимое значение пищевой ценности или других не менее важных вкусовых качеств готового продукта, который можно будет напечатать на 3D принтере. Обслуживание такого устройства достаточно простое, но всё же потребует от пользователя подробного ознакомления с руководством.
Перспективы и возможности 3D принтеров в медицине
Долгие годы медицинских исследований привели к тому, что Институт регенеративной медицины Уик Форест начал применять трехмерную печать для воссоздания человеческих тканей. Оказывается, струйные 3D принтеры способны вырастить настоящие человеческие органы, если вместо пластмассы АВС их заправить биоматериалом (живыми клетками). С этой разработкой стремительное развитие сферы клонирования живых организмов стало еще более реальным, чем раньше. Данный биопринтер еще должен был пройти массу всевозможных тестов и анализов, ведь пересаживать человеку «напечатанную» почку или печень было бы неразумно и слишком рискованно без тщательной проверки.
Результатом кропотливой и усердной работы ученых стал трехмерных принтер под названием «TED 2011», который был представлен публике осенью 2011 года. Удивляет простота технологии его работы, так как она слишком сильно напоминает самый простой струйный принтер. Знакомые нам всем чернила были заменены стволовыми клетками человеческого или животного происхождения. У некоторых людей может создаться впечатление, что собрать подобный 3D принтер своими руками не составить особого труда, но всё совсем наоборот. Каждая мельчайшая деталь играет очень важную роль, так как любое неверное движение или изменение температуры может поставить под угрозу ту или иную операцию.
Обзор 3D принтеров медицинского назначения показывает, что их возможности практически безграничны. С помощью такого оборудования можно в кратчайшие сроки производить на свет практически любую ткань человеческого организма, включая кожные покровы и слизистые оболочки. Что касается хрящей и позвоночных дисков, то даже такие сложные композиции и суставы можно вырастить с помощью соответствующего биоматериала. Тестирование органов, которые были воссозданы с помощью медицинского 3D принтера, также увенчались успехом. 3D принтер бизнес и здесь нашел своё полноценное место.
Применение данного устройства на практике заключается в том, что больной человеческий орган поддают всем необходимым анализам и сканированиям с самых разных сторон для получения полной картины. Полученные данные помещаются в мозговой центр трехмерного печатающего устройства, а в рабочую камеру принтера загружают соответствующий образец биоматериала. Всего через несколько часов такой аппарат выращивает здоровый полноценный орган со всеми его составляющими системами и сосудами.
Результаты последующих медицинских тестов поражают воображение даже самых опытных врачей. Например, ученым удалось воссоздать репродуктивные органы кроликов. Эксперимент не завершился на этом, так как выращенные органы вскоре были вживлены исследуемым животным. Оказалось, что искусственные образцы обладают всеми необходимыми функциями, поэтому кролики снова смогли спариваться. Очередным экспериментом, поразившим человечество, стало искусственно созданное сердце крысы, которое не только вернуло к жизни бедное животное, но и обеспечило его полноценным здоровьем. Также известно о человеческом мочевом пузыре, который был успешно воспроизведен с помощью 3D принтера.
Медики планируют применять подобные устройства для заживления ран, ожогов и других серьезных повреждений прямо на теле пациента. Ножевые и огнестрельные ранения больше не будут такими страшными, так как процесс выздоровления такого больного будет намного быстрее и эффективнее. Трехмерному принтеру достаточно будет лишь немного просканировать ранение или поврежденный орган, чтобы вскоре выдать необходимую порцию биоматериала и заполнить свежие раны.
Человечество просто не может не радовать такой удивительный 3D принтер, выставка подобных рабочих моделей ежегодно пополняется новыми устройствами с еще лучшими возможностями. Ученые пророчат большое будущее компактным персональным устройствам, ведь такой 3D принтер купить сможет практически каждый из нас. Речь идет о том, что напечатать на 3D принтере можно будет всё, что угодно. С медицинской же точки зрения такой аппарат станет незаменимым для домашнего заживления ран той или иной сложности.
Будущее за трехмерной печатью
Настоящей звездой ежегодной научной конференции CES стали 3D принтеры, выставка 2014 заставила её посетителей по-новому взглянуть на использование такого оборудования. С каждым годом количество представленных моделей устройств 3D печати становится всё больше и больше. Еще каких-то пять лет назад такие принтеры не представляли собой ничего особенного, но сегодня их стоимость стала значительно меньшей, а возможности еще невероятнее.
Любителей кулинарного искусства порадовали кондитерские 3D принтеры, выставка 2014 представила миру две модели такого замечательного оборудования (ChefJet, ChefJetPro). Разработчики рассчитывают на активное применение своего изобретения в ресторанах, кофейнях и других специализированных заведениях, что могло бы не только упростить приготовление многих блюд, но и стать интересным развлечением для посетителей. Заинтересовал многих также трехмерный сканер и портативный 3D принтер, выставка, посвященная трехмерной печати, вообще пользовалась особым успехом.
Только представьте, как изменилась бы ваша жизнь с таким универсальным устройством. Вооружившись специальным материалом, пользователь сможет в домашних условиях напечатать для себя уникальный набор посуды или даже пару симпатичной обуви, а своего маленького ребенка вы смогли бы каждый день радовать новым кулинарным шедевром, съедобным замком или великолепными фигурными сладостями.
Вскоре трехмерные принтеры можно будет легко назвать волшебной палочкой, которая кардинально изменит мир, окружающий нас. Сфера космических исследований уже давно положила глаз на устройства трехмерной печати, ведь оно в значительной мере упростило бы и ускорило процесс ремонта соответствующего космического оборудования. Более того, космонавты смогли бы самостоятельно производить инструменты и аппараты, необходимые им для дальнейших исследований космических просторов. Кто знает, может в следующем десятилетии человечество будет способно вести строительство новых городов на Луне или соседних планетах.