21 пример использования 3D-печати [Часть 1]

В течение многих лет шум вокруг 3D-печати привлекал внимание широкой прессы. Предсказание будущего, в котором 3D-принтер есть в каждом доме, в конечном итоге не оправдалось. Однако возможности 3D-печати неоспоримы, несмотря на непродолжительность жизни технологии и относительно небольшое количество случаев использования, которые были в прошлом.

С появлением на рынке высокопроизводительных настольных 3D-принтеров мы видим, как все большее количество предприятий расширяют ассортимент предлагаемой продукции и добиваются лучших результатов для клиентов.

Что можно сделать с помощью 3D-принтера? Читайте далее, чтобы узнать 21 (часто неожиданный) пример использования 3D-печати, демонстрирующий широкий спектр возможных применений этой технологии.

Технология 3D-печати становится все более доступной, и предприятия могут внедрять аддитивное производство внутри компании для поддержки процессов на заводе. Новые, эластичные материалы для 3D-печати открывают возможности для производства высокоточных, функциональных 3D-принтов, которые могут заменить конечные детали, предлагая возможности индивидуальной настройки, которые помогают дизайнерам радикально расширить границы высокопроизводительных автомобилей. Студия промышленного дизайна Vital Auto использует все эти технологии для создания высокоточных прототипов и концептуальных автомобилей, быстро прорабатывая итерации с помощью различных современных инструментов, включая большой парк собственных 3D-принтеров.

"Мы используем 3D-печать с самого первого дня. Мы хотели внедрить ее в наши производственные процессы не только для снижения затрат, но и для того, чтобы дать заказчику больше разнообразия в его проектах и идеях", - говорит инженер-конструктор Энтони Барникотт.

Аддитивное производство может быть полезным для разных процессов при создании автомобилей. Это означает выход далеко за рамки быстрого создания прототипов:

• Создание нестандартных, сложных и высокопроизводительных деталей;
• Производство оснастки и вспомогательных средств;
• Изготовление сменных деталей и запасных частей по требованию;
• Сокращение затрат и сроков изготовления на 90% по сравнению с аутсорсингом.

Последние достижения в технологии 3D-печати начали коренным образом изменять аудиоиндустрию, что означает, что цифровая печать индивидуальных ушных устройств для аудиологии, защиты от шума и прослушивания музыки никогда не была такой доступной. В последние годы производители 3D-принтеров выпустили безопасные для кожи биосовместимые материалы, позволяющие производить модели ушных раковин и вкладыши для наушников на собственном производстве.

Индивидуальная подгонка обеспечивает уникальный индивидуальный опыт прослушивания, основанный на точном прилегании наушников к уху клиента. Это обеспечивает надежную фиксацию, исключающую возможность выпадения наушников из уха, а также улучшает комфорт и шумоизоляцию.

Мы очень рады концепции индивидуальной подгонки наушников для обеспечения индивидуального восприятия, чтобы еще больше усилить эффект погружения", - Директор Sennheiser AMBEO Immersive Audio, Вероник Ларше.

Десять лет назад мало кто говорил о том, какое огромное влияние 3D-печать окажет на медицинскую промышленность - от создания передовых медицинских приборов до хирургических руководств для конкретных пациентов. Одной из компаний, которую никто не предвидел, была Restor3d, использующая возможности 3D-печати для радикального улучшения хирургической помощи путем печати полимерных инструментов, предназначенных для имплантатов шейного отдела позвоночника.

Имея в своем производственном парке более 25 3D-принтеров, Restor3D уже печатает следующее поколение хирургических инструментов. Для хирургов, использующих эти инструменты, эта специфичная для конкретной процедуры система стерильных инструментов в единой упаковке обеспечивает:

• Замену больших, дорогих хирургических лотков;
• Возможность повторять дизайн и быстро внедрять новые инструменты или функции на основе предпочтений хирурга;
• Сокращение цепочки поставок и затрат на стерилизацию для больниц.

Несмотря на развитие технологии 3D-печати за последние несколько лет, в настоящее время разрабатываются еще более эффективные варианты её использования. Одним из них является 3D-печать органов.

Возможность легко создавать новые органы уже несколько десятилетий является мечтой ученых, работающих в области регенеративной медицины. Несмотря на то, что технология находится на ранней стадии, использование 3D-печати для производства органических тканей, подходящих для трансплантации, приносит первые плоды.

Доктор Сэм Пашнех-Тала из Университета Шеффилда является лидером в этом направлении. В его исследованиях используется высокоточная настольная стереолитография (SLA) 3D-печати для производства тканеинженерных кровеносных сосудов с различной геометрией.

"Моим отличием является то, что я могу создавать кровеносные сосуды с геометрией, более близкой к той, которая существует в организме. Это открывает потенциал для улучшения хирургических возможностей и даже создания кровеносных сосудов, соответствующих потребностям пациента". Без доступа к высокоточной и недорогой 3D-печати создание таких форм было бы невозможным", - говорит доктор Пашнех-Тал.

Архитектура, как отрасль, основанная на геометрическом проектировании, прототипировании и моделировании, может получить огромную выгоду от развития технологии 3D-печати. Помимо экономии времени при изготовлении моделей, 3D-печатные модели позволяют архитекторам с большей уверенностью предвидеть влияние определенных конструктивных особенностей.

Институтом архитектуры при высшей школе Майнца - университета прикладных наук была разработана необычная выставка, на которой представлены шесть масштабных моделей городов 800 и 1250 годов нашей эры. Модели состоят из более чем 650 деталей, все они были созданы с помощью технологии 3D-печати SLA.

Индустрия спортивной обуви уже давно полагается на технологии для оптимизации характеристик своей продукции, а благодаря цифровому рабочему процессу у них как никогда много возможностей для индивидуальной настройки.

Крупные бренды, такие как New Balance, Adidas и Nike, признав силу аддитивного производства, намерены массово производить индивидуальные подошвы из 3D-печатных материалов. Как и в других отраслях, здесь цифровой рабочий процесс будет дополнять традиционные методы производства - критически важные, индивидуальные компоненты каждого продукта будут доверены 3D-печати, а остальное останется за традиционными средствами.

3D-печать уже интегрирована в производство голливудских фильмов и широко используется для создания практических визуальных эффектов и костюмов. Если раньше для создания самых фантастических существ в кино требовалась тщательная ручная работа, то с увеличением сроков и требований ко времени в современном кинематографе возникла необходимость в более быстром методе создания практических эффектов. Студии эффектов, такие как Aaron Sims Creative, теперь используют гибридный подход - создание практических эффектов, дополненное цифровым рабочим процессом, чтобы сократить сроки воплощения идей в жизнь.

Художественный потенциал 3D-печати не ограничивается физическими произведениями искусства. Он также способен привнести совершенно новые измерения в такие формы искусства как музыка. Благодаря свободе дизайна, присущей 3D-печати, даже самые сложные и уникальные инструменты могут быть модифицированы или созданы с нуля по цене, составляющей лишь малую часть стоимости традиционных инструментов.

Существовавшая веками и практически не меняющаяся, форма скрипки узнаваема всеми. Скрипичная музыка достигла такого высокого уровня, что этот инструмент приобрел почти легендарный статус в нашей культуре. Инженер Брайан Чен поставил перед собой задачу создать полнофункциональную акустическую скрипку, используя 3D-принтер и белую смолу Formlabs и у него это получилось.

3D-сканирование, CAD и 3D-печать использовались для реставрации работ самых известных художников, возвращая произведениям Микеланджело и да Винчи былую славу.

Проекты по реставрации произведений искусства могут быть улучшены благодаря сочетанию 3D-печати и 3D-сканирования - двух мощных технологий, которые позволяют брать физические объекты, превращать их в трехмерные модели, вносить изменения или реставрировать, а затем снова печатать как детали.

Маттиа Мерканте использует 3D-печать для замены утраченных частей скульптур и произведений изобразительного искусства во всемирно известном институте Opificio во Флоренции, позволяя посетителям музея познакомиться с предметами искусства так, как это было задумано художниками.

3D-печать имеет не меньшую потенциальную пользу в реконструкции, чем в производстве. Работа художника-криминалиста часто осложняется неполнотой улик. Цифровые технологии могут принести огромную пользу при проведении юридических расследований и расширить возможности художников-криминалистов по воссозданию точных моделей интересующих их лиц или жертв.

Цифровой рабочий процесс здесь включает в себя превращение томограмм в 3D-отпечатки для помощи в идентификации. Например, когда следователи находят только часть черепа в качестве улики, принтер может смоделировать и воспроизвести весь образец.

Так же как 3D-печать может использоваться для предоперационного планирования, компьютерная томография жертв преступлений и рентгеновские снимки останков могут быть использованы для изготовления 3D-печатных копий различных частей тела. Затем патологоанатом может установить все обстоятельства преступления - от количества участников до характера использованного оружия.

Влияние 3D-печати не ограничивается улучшением рабочих процессов или созданием быстрых прототипов. Она также может непосредственно изменить жизнь людей. Поскольку 30 миллионов человек во всем мире нуждаются в протезах есть надежда, что 3D-печать может предложить новые решения там, где традиционными препятствиями были стоимость и технические характеристики.

3D-печать может стать доступной альтернативой, которая, как и многие другие достижения в медицине, может обеспечить терапию, более точно соответствующую потребностям пациента. Доступность и настраиваемость методов 3D-печати может существенно изменить к лучшему качество жизни людей, страдающих от травм или инвалидности.

Чаще всего, люди думают о 3D-печати как о производстве небольших предметов, которые можно взять в руки. В последние годы компании изучают аддитивные рабочие процессы, которые могут производить гораздо более крупные функциональные компоненты. В последние несколько лет появились различные инициативы по созданию домов и более крупных сооружений, которые полностью являются продуктом 3D-печати, открывая новые горизонты в области строительства. Об одном из таких случаев вы можете прочитать в нашем блоге.

Техника 3D-печати дает архитекторам свободу форм, даже при использовании ранее менее податливых строительных материалов, таких как бетон. В более широком смысле, она позволяет строить полностью экологичные и энергоэффективные дома, отвечающие современным стандартам комфорта. Строительство таким способом может быть полностью безотходным, а также менее дорогостоящим и экологически затратным, чем традиционные методы.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Аддитивное производство: Вершина айсберга»‎ и «‎Исследователи разработали сверхэластичный сплав с эффектом памяти формы для 3D-печати»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!