Увод
3Д штампање није ново за 2017. годину, али ове године, истраживачи су померили границе наизглед научне фантастике, штампајући предмете који захтевају замршене детаље - попут живописног модела новорођенчета и микроскопске камере - као и направљене предмете са материјалима који могу звучати изненађујуће, укључујући сир и чашу.
Прочитајте преглед најслађих и најслађих ствари које су 3Д штампане 2017. године.
Маска за штене
Четверомјесечно штене стафордски бул теријер постало је први пацијент који је користио нову маску са 3Д штампом како би помогао у опоравку од озбиљних озљеда лица. Десна јагодица и вилица, као и њен темпоромандибуларни зглоб (зглоб који повезује вилицу са лобањом), преломили су се када ју је напао други пас.
Штене, звано Лоца, имало је среће што је стигло на Калифорнијску факултету Ветеринарске медицине Универзитета у Калифорнији, где су ветеринари на универзитету сарађивали са колегама са УЦ Давис Цоллеге оф Енгинееринг на развоју „Еко-К9 Екоскелетон“ маске за псе . Лоца је био идеалан пацијент за тестирање технологије.
Прво, инжењери су скенирали Лоцину лубању како би дизајнирали маску прилагођену прилагођену која је затим одштампана 3Д штампачем. Маска је држала Лоцине преломљене кости лица на истом месту на начин на који цаст држи преломљене кости руку или ногу. У року од месец дана, штене је могло јести тврду килажу, а тромесечни преглед је показао да се темпоромандибуларни зглоб зацељује како се и очекивало.
Јајници миша
У експерименту на Медицинском факултету Свеучилишта Феинберг у Северозападу, Чикаго, женска миш опремљена јајницима са 3Д штампаним јајницима родила је здраве штенце.
Резултат је проглашен пробојем, јер једног дана може довести до нових начина лечења неплодности код људи, мада је потребно много више истраживања. Истраживачи би могли бити посебно корисни женама чији су јајници оштећени због лечења рака.
Користећи технологију 3Д штампања, истраживачи су створили сложене порозне скеле направљене од желатине. (Желатина је врста колагена, природног протеина који се налази у људском телу у великим количинама.) Структура је потом насељена ћелијама јајника од другог миша. Истраживачи су тестирали различите облике пора прије слетања на одређени облик који је пружио праву количину подршке ћелијама јајника.
Експеримент је био успешан: Имплантиране ћелије почеле су да се понашају као ћелије у природним здравим јајницима, да би на крају произвеле хормоне који покрећу репродуктивни циклус миша. и омогућава му да затрудни.
Стамбена кућа
Прва стамбена кућа са 3Д штампаном конструкцијом саграђена је за мање од 24 сата у предграђу Москве у марту. Зидови куће величине 37 квадратних метара, у облику атељеа, одштампани су помоћу мобилног 3Д штампача за изградњу који је развио стартап компаније Апис Цор са седиштем у Москви.
Уместо да штампа појединачне бетонске плоче које ће се касније ручно саставити, 3Д штампач је одштампао зидове и преграде као једну потпуно повезану структуру, омогућавајући кући необичан округли облик.
Кров, врата и прозори биле су једине компоненте које су људски радници морали накнадно уградити. Кућица прототипа коштала је око 10,134 УСД, односно 25 УСД по метру квадратном (275 УСД по квадратном метру). Према скупинама, најскупље компоненте су биле прозори и врата.
Компанија верује да би 3Д штампање могло да учини конструкцију не само знатно бржом већ и еколошком.
Кућа од стакла
Стакло, материјал који је човечанство користило још од древног Египта, дуго се одупирало 3Д штампању. То је зато што се за обраду материјал мора загрејати на екстремно високе температуре до 1.832 степена Фаренхеита (1.000 степени Целзијуса). Иако постоје сложени индустријски 3Д штампачи који могу загријавати материјале до врло високих температура помоћу ласера, ако се користе на стаклу, добијени производ је био прилично курсан и неупотребљив.
Истраживачи са немачког Института за технологију Карлсрухе у Еггенстеин-Леополдсхафену решили су проблем новом техником која омогућава стварање сложених стаклених структура помоћу конвенционалног 3Д штампача - без потребе за ласерским загревањем.
Као полазни материјал, инжењери су користили такозвано течно стакло - мешавину наночестица силицијума, од чега је стакло направљено - дисперговано у акрилном раствору. Предмет је 3Д штампан, а затим изложен УВ зрачењу, који материјал отврдњава у врсти пластике попут акрилног стакла. Затим се предмет загрева на око 2.372 степена Ф (1.300 степени Ц), сагоревајући пластику и спајајући наночестице силицијума, заједно у глатку, провидну стаклену структуру.
Сир
За разлику од чаше, сир се лако топи. Дакле, није изненађење што су истраживачи видели млечни производ као идеалног кандидата за експерименте 3Д штампања са храном.
Тим истраживача са Школе прехрамбених и прехрамбених наука на Университи Цоллеге Цорк у Ирској користио је смешу која је слична оној која се користи за прављење топљеног сира и провукао га кроз млазницу 3Д штампача како би створили "нову" врсту процесуираног сир.
Смеша је загревана до 167 степени Фаренхеита (75 степени Целзијуса) током 12 минута, а затим је пуштена кроз 3Д штампач са две различите брзине екструзије. (Брзина екструзије је брзина којом штампач истискује растопљени сир кроз шприц.)
Прерађени сир садржи мешавину састојака, укључујући емулгаторе, засићена биљна уља, додатну со, прехрамбене боје, сурутку и шећер. Можда није баш најздравија врста сира, па није јасно да ли ће нова посластица добити печат одобрења нутрициониста.
Ипак, из перспективе истраживача, сир са 3Д штампом је био успешан. Био је 45 до 49 процената мекши од необрађеног топљеног сира, мало тамније боје, мало прозрачнији и течнији док се топи. Студија није дала закључке о укусу.
Животињски бебин маникири
Бебе које се осећају стварно, 3Д-штампали су холандски истраживачи, који се надају да ће побољшати методе обуке за лекаре који раде са новорођенчадима.
Бебе маникине које се тренутно користе за обуку лекара су превише механичке и не пружају прави осећај лечења крхком дојенчади, рекао је за Ливе Сциенце главни истраживач Марк Тхиелен, инжењер медицинског дизајна са Еиндховен Универзитета за технологију у Холандији. у марту.
3Д штампање је омогућило Тхиелену и његовом тиму да створе анатомско тачне манике који укључују реалистичне унутрашње органе. Да би постигли највиши степен тачности, истраживачи су користили МРИ скенирање органа новорођенчади која су након тога штампана са високим нивоом детаља. На пример, 3Д штампано срце би укључивало детаљне, радне вентиле. У маникама чак и течност налик крви циркулише у њиховим венама.
Циљ је пружити висок ниво реалне тактилне повратне информације приликом обављања клиничких интервенција на маникурама, рекао је Тхиелен. Другим речима, када хирурзи померају део маникине или врше притисак на одређено подручје, осећа се и помера се као права ствар.
Еиес
3Д штампане очи креирале су холандски истраживачи који могу помоћи деци рођеној без правилно развијених очију да изгледају релативно нормално. Нажалост, 3Д отиснуте протезе за очи неће омогућити деци да виде.
Око 30 на сваких 100.000 деце рођено је са стањима која се називају микрофталмија и анофталмија, што значи да су им очи потпуно нестале или су неразвијене. Као резултат тога, очним ушима недостаје структурална подршка која им је потребна да се дечија лица нормално развијају.
Ако одрасла особа изгуби око, добиће им сталну очну протезу. То ипак није могуће код деце која веома брзо расту, посебно у првим месецима и годинама свог живота.
3Д штампање привремених потпорних структура, које се називају конформери, може се обавити брзо, јефтино и у распону врло прецизних величина, рекли су истраживачи.
Ово је изузетно важно јер без ока кости око утичнице немају одговарајућу стимулацију и лице не развија пропорције природног изгледа.
Конформатори су већ од маја тестирани на малој групи од петоро деце.
Робот за пењање
Робот са меким гуменим ногама са 3Д штампом показао је своје врхунске способности за освајање тешког терена, задатак који обично парализује традиционалне роботе.
Инжињери са Калифорнијског универзитета у Сан Дијегу дигитално су дизајнирали ноге робота и моделирали његове перформансе и понашање у различитим ситуацијама - на пример, на мекој песковитој површини, у уским просторијама или када се пење преко стена.
На крају су одабрали дизајн који се састојао од три повезане спирално цеви које су изнутра шупље и израђене од комбинације меканих и крутих материјала.
Док крећу на ноге, ноге тестирају околни терен, а затим се тренутно прилагоде, кроз клипове који се надувају одређеним редоследом и одређују ход робота.
Новост дизајна, према речима инжењера, јесте чињеница да се ноге робота могу савити у свим могућим правцима.
"Смех"
Прво уметничко дело настало је у свемиру у фебруару ове године помоћу 3Д штампача на Међународној свемирској станици.
Уметничко дело представља људски смех, а настало је у сарадњи израелског уметника Ејала Гевера и калифорнијске компаније Маде Ин Спаце у оквиру пројекта под називом #Лаугх.
Свемирски ентузијасти позвани су да учествују у стварању дела свемирске уметности путем апликације која хвата смех корисника и претвара је у дигитални 3Д модел који подсећа на звезду.
Више од 100.000 људи допринело је смеху пројекту који је започео у децембру 2016. Корисници апликације изабрали су најбољу звезду смеха која се заснивала на смеху Наугхтиа Јане Станко из Лас Вегаса. Дизајн је након тога одсечен на ИСС и 3Д штампан на машини која се обично користи за израду резервних делова.
Микро камера
Микрокамера која би се могла користити на минијатурним дроновима и роботима или хируршким ендоскопима створили су немачки истраживачи уз помоћ 3Д штампања.
Камера пружа вид "орлово око" - могућност да се далеки предмети јасно виде, а истовремено су свесни шта се дешава у периферном виду.
Да би направили уређај, инжењери са Института за техничку оптику Универзитета у Штутгарту у Немачкој одштампали су накупине од четири сочива на чип за осетљивост слике користећи технику названу фемтосекундно ласерско писање.
Минијатурна сочива крећу се од широких до уских и од ниских до високих резолуција. Ова структура омогућава комбиновање слика у облику вида са оштром сликом у центру, слично ономе што виде орлови.
Четири сочива се могу смањити на чак 300 микрометара за 300 микрометара (0,012 инча или 0,03 центиметра са сваке стране), приближно величине зрна песка. Али истраживачи кажу да ће можда у будућности моћи да направе још мањи када постану доступни мањи чипови.
