Сегодня 3D-принтер уже печатает миномет. А завтра? Напечатает бомбу?

21.03.2017 08:30 236

За последние 15 лет 3D-печать круто эволюционировала: от создания мелких сувениров до настоящего оружия. А что дальше?

5-го марта на сайте американского издания «U. S. Army For Life» появилась статья о том, как военные инженеры США успешно протестировали напечатанный на 3D-принтере 40-мм гранатомет. Проект получил название RAMBO (Rapid Additively Производства Ballistics Ordnance). Для печати деталей и боеприпасов для гранатомета, за исключением пружин, шпилек и винтов, армейские исследователи использовали несколько технологий трехмерной печати: прямое металлическое лазерное спекание (лазер послойно сплавляет металлический порошок в единую деталь), печать из пластика и отливка пластика в восковые формы. В целом на печать оружия военные инженеры потратили 70 часов, и еще 5 часов – на анодирование и механическую обработку. Стоимость - чуть больше ста долларов.

Во время испытания гранатомета военные произвели 15 выстрелов. Никаких следов разрушения или износа ствола не выявлено. Более того, в отличие от героя одноименного голливудского боевика, первую кровь гранатомет «Рэмбо» не пролил.

Возможности современных 3D-принтеров, способных печатать человеческие органы, жилье, одежду и так далее – впечатляют, как и, собственно, их цена измеряется сотнями тысяч долларов. Но это вопрос, не исключено, нескольких лет. Вспомните, еще каких-то 20-35 лет назад мобильный телефон был достаточно тяжеленькой и габаритной штукой с антенной и, кроме того, считался чуть ли не предметом роскоши. Прошли каких-то 3-4 года и операторы мобильной связи раздавали их по акции за символическую цену в 1 гривну... Сегодня 3D-принтер напечатал миномет, а завтра – танк напечатает в домашних условиях, ракету ядерную... Как этот технологический прорыв скажется на жизни человечества со временем, когда 3D-принтеры станут повседневной бытовой техникой, и цена на них сравняется со стоимостью обычных принтеров?

Впрочем, не забегая далеко вперед в будущее, хотим подчеркнуть, что современный 3D-принтер сейчас печатает немало полезных штуковин, как вот – протезы или запчасти для автомобилей.

Укринформ подготовил подборку самых ярких примеров использования 3D-технологий в различных сферах.

ПРЕДМЕТЫ ОБИХОДА

Кроссовки

Компания Adidas представила проект кроссовок, подошва которых распечатывается на 3D-принтере на месте продажи со слепка стопы клиента. Новый тип кроссовок компания назвала Futurecraft 3D.

Для того, чтобы получить слепок, покупатель должен провести несколько минут на беговой дорожке. В результате компания получает гибкий карбоновый слепок стопы. Он точно повторяет ее контуры и показывает точки давления при беге. Затем из слепка делают распечатку на 3D-принтере.

Гитара

Энтузиасты из Беллингема, штат Вашингтон (США), полностью напечатали на 3D-принтере гитару. Будучи полупрозрачной, да еще и из пластика, гитара не только выглядит как настоящая, но и неплохо (по утверждениям профессиональных музыкантов) звучит. Все детали, кроме металлических струн, колков, ладов и металлического стержня, что придает жесткость грифу, были изготовлены на принтере. Суммарно на распечатку ушло около 60 часов. Вот как она выглядит и звучит:

Велосипед

Итальянская студия дизайна Eurocompositi создала первый в мире велосипед с экологической рамой, которая устойчива к воздействиям внешней среды. Рама была напечатанная из PLA пластика, который поддается биологическому разложению, так как содержит в себе натуральные растительные компоненты, а также может быть утилизирован или переработан в новые 3D изделия.

Для печати рамы из PLA пластика было потрачено меньше энергии, чем для производства металлической рамы. Этот двухколесный транспорт получил название Bhulk.

МЕДИЦИНСКАЯ ОТРАСЛЬ

Прогресс в области производства и электроники может казаться абстрактным: три последних поколения человечество живет в эпоху технологических прорывов, которые стали привычными для современной жизни. Впрочем, 3D-печать все равно способна удивить, скажем, в области медицины, где активно развивается биопечать – создание новых органов и тканей для человеческого организма. Уже сегодня с помощью биопринтера можно воспроизвести для человека биологические пищевые продукты, обогащенные необходимыми витаминами, белками, жирами и углеводами, мочевые пузыри для трансплантации, трубок сосудов, сердечных клапанов, ушных раковин, кожи и костной ткани для последующей имплантации и тому подобное.

Ушные раковины

Исследователи Принстонского Университета (Princeton University) в Нью-Джерси и Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) в Балтиморе (США) в 2015 году напечатали на 3D-принтере ушную раковину. Биоухо было создано из клеток теленка, полимерного геля и наночастиц серебра: все эти компоненты наносились друг на друга послойно, в результате чего бионическое ухо оказалось способным воспринимать радиоволны, находящиеся за пределами диапазона человеческого слуха. То есть, напечатанное ухо слышит гораздо лучше, чем обычное человеческое. По словам ученых, такое ухо подключается непосредственно к нейронам головного мозга. Кроме того, ученые работают над клетками мышц, печени и кожи. Исследователи надеются, что в будущем 3D-технологии полностью будут восстанавливать поврежденные или утраченные ткани и органы.

Зубы

Новые 3D-технологии применяют также в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Они позволяют планировать и проводить лечение, а также проектировать и создавать индивидуальные протезы и временные коронки как отдельных зубов, так и целых челюстных фрагментов. К примеру, некоммерческая организация «Operation of Hope» продемонстрировала уникальные возможности трехмерной технологии. Ей удалось успешно восстановить поврежденную часть лица пациента. Сначала провели компьютерную томографию, после чего превратили полученные изображения в трехмерные данные. Потом напечатали модель челюсти на 3D-принтере и вуаля – после 12-ти часовой операции врачи полностью реконструировали лицо.

Таблетки

Первыми в мире лекарствами, изготовленными на 3D-принтере, станут таблетки от эпилепсии (позже таким же методом будут создаваться и другие медикаменты). Прорыв в том, что каждый курс лечения будет строго индивидуален и «подогнан» под конкретного пациента. То есть, врач сможет комбинировать нужные вещества и их объем в каждой таблетке, ориентируясь на результаты анализов и прогресс в лечении конкретного человека. Следовательно, лечение станет более эффективным, а вероятность побочных эффектов – ниже.

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА

Дома в Китае

Строительных 3D-принтеров пока не много, но они уже демонстрируют интересные результаты. К примеру, частная компания Winsun из Восточного Китая запустила уникальный массив из четырех строительных 3D-принтеров размером 10х6,6 метров, которые за сутки возводят около десяти индивидуальных домиков. Цена такого «3D-дома» составляет почти $5 тысяч. Китайские производители уверены, что скоро по этой технологии будут строить даже небоскребы.

Стоит отметить, что дома, напечатанные по современной технологии, выглядят абсолютно так же, как и те, что построены традиционным способом. Принтеры слой за слоем возводят дома из смеси цемента и переработанных строительных отходов. Впрочем, что тут рассказывать – смотрите сами:

Мосты в Амстрдаме

Стальной пешеходный мост, который перекинется через один из каналов столицы Нидерландов, планируют изготовить при помощи роботизированной руки MX3D Metal с шестью степенями свободы. Фактически такой робот управляет аппаратом, комбинируя сварку и непрерывную подачу расплавленного металла. Такая конструкция имеет высокую прочность, намного выше, чем у листового металла. Тонкие «опорные нити» моста хорошо распределяют нагрузку и снижают воздействие ветра.

Ожидается, что выглядеть это будет примерно так:

МАШИНОСТРОЕНИЕ И АВИОКОНСТРУКТОРСКАЯ ОТРАСЛЬ

Автомобиль

В 2015 году на Женевском автосалоне немецкая инжиниринговая компания EDAG представила концепт Light Cocoon – прототип компактного спорткара.

Напечатанный на 3D-принтере кузов Light Cocoon выполнен из полимерных материалов и представляет собой несущую и относительно легкую конструкцию, поверх которой натянута специальная влагозащитная ткань, которая в четыре раза легче, чем обычная копировальная бумага – масса материи составляет всего лишь 19 граммов. В компании заявляют, что подобная архитектура будет использоваться для серийных машин уже через 10 лет.

Мотоцикл

APWorks – дочерняя компания авиастроительного гиганта Airbus – представила концепт электрического мотоцикла, созданного благодаря технологиям 3D-печати. Мотоцикл получил название Light Rider, и не просто так – вес транспортного средства составляет всего 35 кг.

Оптимизация формы 6 килограммовой рамы, которая выполнена из сплава алюминия, магния и скандия, сделала его похожим на экзоскелет. По мнению инженеров из APWorks, это позволит конструкции выдерживать значительные нагрузки. Благодаря электродвигателю мощностью 6 кВт мотоцикл разгоняется до 80 км/ч – как раз то, что нужно для повседневной городской езды.

Цена на электрический мотоцикл Light Rider очень высокая, но даже несмотря на это, купить его будет непросто. APWorks планирует изготовить всего 50 экземпляров. Конечная стоимость мотоцикла составит $56 тыс., но чтобы стать его владельцем, нужно предварительно перечислить на счет производителя 2450 долларов.

Самолеты и космические аппараты

Постойте, скажете вы, какие еще 3D-печатные двигатели? Разве это возможно? Да, вполне! К примеру, 3D-печатные детали двигателей, вплоть до форсунок, уже применяются на аппаратах компании SpaceX, а в Airbus активно и успешно испытываются 3D-печатные детали двигателей и несущих конструкций авиалайнеров.

Более того, вскоре 3D-печать будут использовать для производства запасных частей для... космических аппаратов. Логика здесь проста: зачем везти на орбиту полный набор деталей и инструментов, когда их можно напечатать на борту станции? Например, проект «Made in Space», пока еще концептуальный, предусматривает 3D-печать двигателей и бортового оборудования на астероидах с использованием подручных материалов. Зачем? Чтобы доставить огромную глыбу ценного сырья на околоземную орбиту, где ее можно использовать для возведения новых орбитальных сооружений или спустить на Землю.

ПРОГНОЗЫ НА БУДУЩЕЕ

Когда 3D-принтеры войдут в массовый сегмент – появится совсем другая реальность, которую вполне можно будет потрогать руками. Повсюду будут открываться студии 3D-моделирования, которые будут рассчитывать форму деталей и математические формулы их физических характеристик. Очевидно, значительная часть чертежей будет находиться в открытом бесплатном доступе, а индивидуальные заказы будут платными, но по разумной цене.

Себестоимость расходных материалов неуклонно снижаться как в области полимеров, так и металлических деталей. 3D-печать заменит малосерийное производство, вследствие чего произойдет заметное снижение цен, сократятся расходы на капитальные инвестиции, логистику, складские мощности и так далее.

Произойдут изменения и в медицине: 3D-печать создаст новый рынок медицинских услуг, где рекомендацией будет не лечение, а замена пораженных органов на новые, выращенные из собственных клеток пациента.

Что касается строительной отрасли, то ей пророчат значительные метаморфозы, связанные с массовым, индивидуальным, недорогим строительством. Проще говоря, владельцы 3D-принтеров своими силами будут строить дома, исключив ручной труд и необходимость делать чертежи и расчеты на бумаге.

Мирослав Лискович, по материалам СМИ.

Расширенный поискСпрятать расширенный поиск
За период:
-