Įvadas
3D spausdinimas nėra naujiena 2017 m., Tačiau šiais metais tyrėjai peržengė iš pažiūros sci-fi technikos ribas, spausdindami objektus, kuriems reikėjo sudėtingų detalių - pavyzdžiui, naujagimio gyvas modelis ir mikroskopinė kamera, taip pat pagamintus objektus. su medžiagomis, kurios gali atrodyti stebinančiai, įskaitant sūrį ir stiklą.
Perskaitykite, kaip supjaustyti pačius madingiausius ir įdomiausius dalykus, kurie buvo atspausdinti 3D formatu 2017 m.
Šuniuko kaukė
4 mėnesių Stafordšyro bulterjerų šuniukas tapo pirmuoju pacientu, kuris naudojo naują 3D atspausdintą kaukę, kad galėtų atsigauti po rimtų veido traumų. Dešinysis šuniuko skruostikaulis ir žandikaulis, taip pat jos tempomomandibulinis sąnarys (sąnarys, jungiantis žandikaulio kaulą prie kaukolės) buvo lūžę, kai kitas šuo užpuolė ją.
Šuniukui, vardu Loca, pasisekė, kad jis atvyko į Kalifornijos universiteto Daviso veterinarijos mokyklą, kur universiteto veterinarai bendradarbiavo su kolegomis iš UC Daviso inžinerijos koledžo kurdami šunims skirtą kaukę „Exo-K9 Exoskeleton“. . Loca buvo geriausias pacientas išbandyti technologiją.
Pirmiausia inžinieriai nuskenavo Loca kaukolę, kad sukurtų pritaikytą kaukę, kuri vėliau buvo atspausdinta 3D spausdintuvu. Kaukė laikė Loca lūžusius veido kaulus savo vietoje taip, kaip aktoriai sulaužė lūžusius rankos ar kojos kaulus. Per mėnesį šuniukas galėjo valgyti kietą faršą, o 3 mėnesių trukmės patikrinimas parodė, kad temporomandibular sąnarys gydo, kaip tikėtasi.
Pelės kiaušidės
Patelė su 3D atspausdintomis kiaušidėmis pagimdė sveikus šuniukus eksperimente, kuris buvo atliktas Šiaurės Vakarų Vakarų Feinbergo medicinos mokykloje Čikagoje.
Rezultatas buvo paskelbtas kaip lūžis, nes vieną dieną jis gali sukelti naujų būdų, kaip gydyti žmonių nevaisingumą, nors reikia atlikti dar daugiau tyrimų. Tai galėtų būti ypač naudinga moterims, kurių kiaušidės buvo pažeistos dėl vėžio gydymo, teigė tyrėjai.
Naudodami 3D spausdinimo technologiją, tyrėjai sukūrė įmantrius porėtus pastolius, pagamintus iš želatinos. (Želatina yra kolageno rūšis, natūralus baltymas, kurio žmogaus organizme randama dideliais kiekiais.) Tada struktūra buvo užpildyta kiaušidžių ląstelėmis iš kitos pelės. Tyrėjai išbandė įvairių formų poras prieš nusileisdami ant tos formos, kuri suteikė reikiamą kiekį palaikymo kiaušidžių ląstelėms.
Eksperimentas buvo sėkmingas: implantuotos ląstelės pradėjo elgtis taip, kaip būtų natūralių sveikų kiaušidžių ląstelės, galiausiai gamindamos hormonus, kurie skatina pelės dauginimosi ciklą. ir leidžia jai pastoti.
Gyvenamasis namas
Pirmasis 3D atspausdintas gyvenamasis namas buvo pastatytas per mažiau nei 24 valandas Maskvos priemiestyje kovo mėnesį. Studijos tipo 400 kvadratinių metrų (37 kvadratinių metrų) namo sienos buvo atspausdintos naudojant mobilųjį 3D spausdintuvą, kurį sukūrė Maskvos būstinė „Apis Cor“.
Užuot spausdinęs atskiras betonines plokštes, kurios vėliau bus rankiniu būdu surinktos, 3D spausdintuvas atspausdino sienas ir pertvaras kaip vieną visiškai sujungtą struktūrą, leidžiančią namo neįprastą apvalią formą.
Stogas, durys ir langai buvo vieninteliai komponentai, kuriuos vėliau turėjo sumontuoti žmonės. Namo prototipas kainavo apie 10 134 USD arba 25 USD už kvadratinę pėdą (275 USD už kvadratinį metrą). Brangiausi komponentai, pasak kūrėjų, buvo langai ir durys.
Bendrovė mano, kad 3D spausdinimas galėtų padaryti statybą ne tik žymiai greitesnę, bet ir ekologiškesnę.
Namas iš stiklo
Stiklas, medžiaga, kurią žmonija naudojo nuo senovės Egipto, ilgą laiką priešinosi 3D spausdinimui. Taip yra todėl, kad perdirbant medžiagą reikia įkaitinti iki labai aukštos temperatūros - iki 1832 laipsnių Farenheito (1000 laipsnių Celsijaus). Nors yra ir sudėtingų pramoninių 3D spausdintuvų, kurie, naudojant lazerius, gali įkaitinti medžiagas iki labai aukštų temperatūrų, kai jie naudojami ant stiklo, gautas produktas buvo gana paruoštas ir netinkamas naudoti.
Tyrėjai iš Vokietijos Karlsruhe technologijos instituto Eggenstein-Leopoldshafen išsprendė problemą nauja technika, leidžiančia sukurti sudėtingas stiklo struktūras naudojant įprastą 3D spausdintuvą - nereikia šildymo lazeriu.
Kaip pradinę medžiagą inžinieriai naudojo vadinamąjį skystąjį stiklą - silicio dioksido nanodalelių mišinį, kurio stiklas yra pagamintas iš - išsklaidytą akrilo tirpale. Objektas atspausdinamas 3D formatu, tada veikiamas UV spindulių, kuris sukietina medžiagą į tokio tipo plastiką kaip akrilo stiklas. Tada objektas įkaitinamas iki maždaug 2 372 laipsnių F (1 300 laipsnių C), sudeginant plastiką ir sulydant silicio dioksido nanodaleles į lygaus, skaidraus stiklo struktūrą.
Sūris
Skirtingai nuo stiklo, sūrį galima lengvai išlydyti. Taigi nenuostabu, kad tyrėjai pieno produktą suprato kaip idealų kandidatą 3D spausdinimo eksperimentams su maistu.
Tyrėjų komanda iš Airijos Korko universiteto koledžo maisto ir mitybos mokslų mokyklos panaudojo mišinį, panašų į tą, kuris buvo naudojamas gaminant lydytą sūrį, ir susmulkino jį per 3D spausdintuvo purkštuką, kad sukurtų „naują“ rūšies perdirbtą sūrį. sūris.
Mišinys 12 minučių kaitinamas iki 167 laipsnių Farenheito (75 laipsnių Celsijaus), po to paleistas per 3D spausdintuvą dviem skirtingais ekstruzijos greičiais. (Išspaudimo greitis yra greitis, kuriuo spausdintuvas išstumia lydytą sūrį per švirkštą.)
Lydytame sūryje yra ingredientų mišinys, įskaitant emulsiklius, sočiuosius augalinius aliejus, papildomą druską, maistinius dažus, išrūgas ir cukrų. Tai gali būti ne pati sveikiausia sūrio rūšis, todėl neaišku, ar naujasis gaminys gaus dietologo patvirtinimo antspaudą.
Vis dėlto, tyrėjų požiūriu, 3D spausdintas sūris buvo sėkmingas. Jis buvo nuo 45 iki 49 procentų minkštesnis nei neapdorotas lydytas sūris, šiek tiek tamsesnės spalvos, šiek tiek elastingesnis ir skystesnis, kai lydosi. Tyrimas nepadarė jokių išvadų apie skonį.
Gyvos kūdikio manekenai
Kūdikiai, kurie jaučiasi kaip tikri, buvo 3D atspausdinti Olandijos tyrinėtojų, kurie tikisi pagerinti gydytojų, dirbančių su naujagimiais, mokymo metodus.
Manekenai kūdikiams, kurie šiuo metu naudojami gydytojų mokymui, yra per daug mechaniški ir nesuteikia tikrovės gydant trapią kūdikį, „Live Science“ pasakojo Nyderlandų Eindhoveno technologijos universiteto medicinos projektavimo inžinierius Markas Thielenas. Kovą.
3D spausdinimas leido Thielenui ir jo komandai sukurti anatomiškai tikslius manekenus, apimančius realius vidaus organus. Siekdami aukščiausio tikslumo lygio, tyrėjai panaudojo naujagimių organų MRT nuskaitymus, kurie vėliau buvo išspausdinti labai tiksliai. Pvz., 3D atspausdintame širdyje būtų išsamūs, darbiniai vožtuvai. Manekenai netgi turi į kraują panašų skystį, kuris cirkuliuoja jų venose.
Tikslas yra suteikti aukšto lygio realistinį lytėjimo grįžtamąjį ryšį atliekant klinikines manekenų intervencijas, sakė Thielen. Kitaip tariant, kai chirurgai perkelia manekeno dalį arba daro spaudimą tam tikroje srityje, jis jaučiasi ir juda kaip tikras daiktas.
Akys
3D atspausdintas akis sukūrė olandų tyrinėtojai, kurie gali padėti vaikams, gimusiems be tinkamai išvystytų akių, atrodyti gana normaliai. Deja, 3D atspausdinti akių protezai nesuteiks vaikams galimybės pamatyti.
Maždaug 30 iš 100 000 vaikų gimsta esant sąlygoms, vadinamoms mikroftalmija ir anoftalmija, vadinasi, jų akys visiškai trūksta arba yra neišsivysčiusios. Dėl to jų akių lizdams trūksta struktūrinės atramos, reikalingos, kad vaikų veidai normaliai vystytųsi.
Jei suaugęs asmuo praranda akį, jam bus suteiktas nuolatinis akių protezas. Tačiau tai neįmanoma vaikams, kurie auga labai greitai, ypač pirmaisiais gyvenimo mėnesiais ir metais.
Laikinųjų palaikomųjų konstrukcijų, vadinamų konformeriais, 3D spausdinimas gali būti atliekamas greitai, pigiai ir labai tikslių dydžių diapazonu, sakė tyrėjai.
Tai nepaprastai svarbu, nes be akies kaulai aplink lizdą nėra tinkamai stimuliuojami, o veidas neišgauna natūraliai atrodančių proporcijų.
Nuo gegužės mėnesio konformeriai jau buvo išbandyti mažoje penkių vaikų grupėje.
Laipiojimo robotas
Robotas su minkštomis guminėmis 3D atspausdintomis kojelėmis pademonstravo savo puikius sugebėjimus užkariauti nelygų reljefą - užduotį, kuri paprastai paralyžiuoja tradicinius robotus.
Inžinieriai iš Kalifornijos universiteto, San Diego, skaitmeniniu būdu suprojektavo roboto kojas ir modeliavo jo veikimą ir elgesį įvairiose situacijose - pavyzdžiui, ant minkšto smėlio paviršiaus, siaurose erdvėse ar lipdami per akmenis.
Galiausiai jie pasirinko dizainą, kurį sudarė trys sujungti į spiralę panašūs vamzdžiai, kurių vidus yra tuščiaviduris ir pagamintas iš minkštų ir tvirtų medžiagų derinio.
Žengdami žingsnį, kojos patikrina aplinkinį reljefą ir tada akimirksniu sureguliuoja per stūmoklius, kurie pripučiami tam tikra tvarka ir nustato roboto eiseną.
Dizaino naujovė, anot inžinierių, yra tai, kad roboto kojos gali pasilenkti visomis įmanomomis kryptimis.
„Juokas“
Pirmasis visų laikų meno kūrinys buvo sukurtas kosmose šių metų vasarį naudojant 3D spausdintuvą, esantį Tarptautinėje kosminėje stotyje.
Šis kūrinys atspindi žmogaus juoką ir buvo sukurtas bendradarbiaujant Izraelio menininkui Eyalui Geveriui ir Kalifornijoje įsikūrusiai kompanijai „Made In Space“ kaip projekto, pavadinto #Laugh, dalis.
Kosmoso entuziastai buvo pakviesti dalyvauti kosminio meno kūrinio kūrime per programą, kuri užfiksuoja naudotojų juoką ir paverčia jį skaitmeniniu 3D modeliu, primenančiu žvaigždę.
Daugiau nei 100 000 žmonių savo juoku prisidėjo prie projekto, kuris prasidėjo 2016 m. Gruodžio mėn. Tada programos vartotojai išrinko geriausią juoko žvaigždę, kuri buvo paremta Las Vegaso „Naughtia Jane Stanko“ juoku. Vėliau dizainas buvo perduotas ISS ir 3D atspausdintas ant mašinos, kuri paprastai naudojama atsarginėms dalims gaminti.
Mikro kamera
Mikrokamerą, kurią būtų galima naudoti ant miniatiūrinių dronų ir robotų ar chirurginių endoskopų, sukūrė vokiečių tyrėjai, naudodami 3D spausdinimą.
Fotoaparatas suteikia ereliui akis matymą - galimybę aiškiai matyti tolimus objektus, tuo pačiu suvokiant, kas vyksta periferiniame matyme.
Norėdami sukurti prietaisą, Vokietijos Štutgarto universiteto Techninės optikos instituto inžinieriai atspausdino keturių lęšių grupes ant vaizdo jutimo lusto, naudodamiesi technika, vadinama femtosekundės lazeriu.
Miniatiūriniai lęšiai yra nuo plataus iki siauro ir nuo mažos iki aukštos skiriamosios gebos. Ši struktūra leidžia vaizdus sujungti į jaučio akių formą su aštriu atvaizdu centre, panašiai kaip mato ereliai.
Keturius lęšius galima sumažinti iki 300 mikrometrų iki 300 mikrometrų (0,012 colio arba 0,03 centimetro kiekvienoje pusėje) maždaug smėlio grūdelio dydžio. Tačiau tyrėjai sako, kad galbūt ateityje prietaisą bus galima padaryti dar mažesnį, kai taps mažesnių lustų.
