Въведение
3D печатът не е нов за 2017 г., но тази година изследователите избутаха границите на привидно научнофантастичната техника, отпечатвайки предмети, които изискват сложни детайли - като реалистичен модел на новородено и микроскопична камера - както и направени предмети с материали, които може да звучат изненадващо, включително сирене и стъкло.
Прочетете подробна информация за най-готините и най-красивите неща, които са били отпечатани 3D през 2017 г.
Маска за кученце
4-месечно кученце от стафордширски бик териер стана първият пациент, който използва нова маска с 3D печат, за да помогне за възстановяване от сериозни наранявания на лицето. Дясната скула и челюстната кост на кученцето, както и темпоромандибуларната му става (ставата, която свързва челюстната кост с черепа), са били счупени, когато друго куче я нападнало.
Кученцето, на име Лока, имаше късмет, че пристигна в Университета на Калифорнийския университет в Дейвис, където ветеринарите в университета си сътрудничиха с колеги от инженерния колеж на УК Дейвис при разработването на маската "Exo-K9 Exoskeleton" за кучета , Лока беше идеалният пациент за тестване на технологията.
Първо инженерите сканираха черепа на Лока, за да проектират маска, пригодена по поръчка, която след това беше отпечатана с 3D принтер. Маската държеше счупените кости на лицето на Лока по същия начин, по който актьорът държи счупени кости на ръката или краката. В рамките на месец кученцето можеше да яде твърда кибалка, а тримесечна проверка показа, че темпоромандибуларната става се лекува според очакванията.
Яйчници на мишката
Женска мишка, снабдена с 3D отпечатани яйчници, роди здрави кученца в експеримент, проведен в Медицинското училище на Северозападния университет Фейнберг в Чикаго.
Резултатът беше приветстван като пробив, тъй като един ден може да доведе до нови начини за лечение на безплодие при хората, въпреки че са необходими много повече изследвания. Той може да бъде особено полезен за жени, чиито яйчници са били повредени поради лечение на рак, казват изследователите.
Използвайки технологията за 3D-печат, изследователите създадоха сложно поресто скеле, направено от желатин. (Желатинът е вид колаген, естествен протеин, който се намира в човешкото тяло в големи количества.) След това структурата се населява с яйчникови клетки от друга мишка. Изследователите тествали различни форми на порите, преди да кацнат върху конкретната форма, която осигурява правилното количество подкрепа на клетките на яйчника.
Експериментът има успех: Имплантираните клетки започват да се държат като клетки в естествени здрави яйчници, в крайна сметка произвеждат хормони, които задвижват репродуктивния цикъл на мишката. и да му позволи да забременее.
Жилищна къща
Първата жилищна къща с 3D печат е построена за по-малко от 24 часа в предградията на Москва през март. Стените на дома с площ от 37 квадратни метра (37 квадратни метра) са отпечатани с помощта на мобилен строителен 3D принтер, разработен от стартиращия Apis Cor с московски офис.
Вместо да отпечатва отделни бетонни панели, които по-късно да бъдат сглобени ръчно, 3D принтерът отпечатва стените и преградите като една напълно свързана структура, като дава възможност за необичайната кръгла форма на къщата.
Покривът, вратите и прозорците бяха единствените компоненти, които трябваше да бъдат монтирани впоследствие от човешки работници. Домът на прототипа струваше около 10 134 долара, или 25 долара на квадратен фут (275 долара на квадратен метър). Най-скъпите компоненти според разработчиците са били прозорците и вратите.
Компанията вярва, че 3D печатът може да направи строителството не само значително по-бързо, но и по-екологично.
Дом от стъкло
Стъклото, материал, използван от човечеството от древен Египет, отдавна се съпротивлява на 3D печатането. Това е така, защото за да бъде обработен, материалът трябва да се нагрява до изключително високи температури до 1832 градуса по Фаренхайт (1000 градуса по Целзий). Въпреки че съществуват сложни индустриални 3D принтери, които могат да нагряват материали до много високи температури с помощта на лазери, когато се използва върху стъкло, полученият продукт е по-скоро курс и неизползваем.
Изследователи от германския Технологичен институт Карлсруе в Eggenstein-Leopoldshafen решиха проблема с нова техника, която позволява създаването на сложни стъклени конструкции с конвенционален 3D принтер - без да е необходимо лазерното нагряване.
Като изходен материал инженерите са използвали т. Нар. Течно стъкло - смес от наночастици силициев диоксид, материалното стъкло е направено от - диспергирано в акрилен разтвор. Обектът е 3D отпечатан и след това изложен на UV светлина, която втвърдява материала в вид пластмаса като акрилно стъкло. След това обектът се нагрява до 1372 градуса С (1300 градуса С), изгаряйки пластмасата и сливайки наночастиците от силициев диоксид заедно в гладка, прозрачна стъклена структура.
Сирене
За разлика от стъклото, сиренето може да се разтопи лесно. Така че не е изненада, че изследователите разглеждат млечния продукт като идеален кандидат за експерименти с 3D печат с храна.
Екип от изследователи от School of Food and Nutritional Sciences от University College Cork в Ирландия използваха смес, подобна на тази, използвана за приготвяне на преработено сирене, и го прекараха през накрайник на 3D принтер, за да създадат "нов" вид обработен сирене.
Сместа се загрява до 167 градуса по Фаренхайт (75 градуса по Целзий) в продължение на 12 минути и след това се пуска през 3D принтера при две различни скорости на екструдиране. (Скоростта на екструзия е скоростта, с която принтерът изтласква топеното сирене през спринцовката.)
Преработеното сирене съдържа смес от съставки, включително емулгатори, наситени растителни масла, допълнителна сол, хранителни оцветители, суроватка и захар. Може да не е точно най-здравословният вид сирене, така че не е ясно дали новото лакомство ще получи печат на диетолога.
Все пак, от гледна точка на изследователите, сиренето с 3D отпечатани резултати има успех. Беше 45 процента до 49 процента по-мек от необработеното плато сирене, малко по-тъмен цвят, малко по-пролетен и по-течен, когато се разтопи. Проучването не даде никакви заключения относно вкуса.
Реалистични бебешки манекени
Бебетата, които се чувстват като истински, са отпечатани с 3D печат от холандски изследователи, които се надяват да подобрят методите на обучение за лекари, работещи с новородени.
Бебешките манекени, които в момента се използват за обучение на лекари, са твърде механични и не осигуряват истинското усещане за лечението на крехко бебе, заяви пред Live Science водещият изследовател Марк Тийлън, инженер по медицински дизайн в Техническия университет в Айндховен в Холандия. през март.
3D печатът даде възможност на Тилън и неговия екип да създадат анатомично точни манекени, включващи реалистични вътрешни органи. За да постигнат най-високото ниво на точност, изследователите използваха ЯМР сканиране на органите на новородените, които впоследствие бяха разпечатани с високо ниво на детайлност. Например, 3D-отпечатано сърце би включвало подробни, работещи клапани. Манекените дори имат кръвна течност, циркулираща във вените им.
Целта е да се осигури високо ниво на реалистична тактилна обратна връзка при извършване на клинични интервенции на манекени, каза Тилен. С други думи, когато хирурзите преместват част от манекена или оказват натиск върху определена зона, той се чувства и се движи като истинското.
Очи
3D отпечатани очи са създадени от холандски изследователи, които могат да помогнат на децата, родени без правилно развити очи, да изглеждат сравнително нормално. За съжаление, 3D-отпечатаните очни протези няма да дадат възможност на децата да виждат.
Около 30 на всеки 100 000 деца се раждат със състояния, наречени микрофталмия и анофталмия, което означава, че очите им или напълно липсват, или са недоразвити. В резултат на това очните им гнезда нямат необходимата структурна опора, за да се развият лицата на децата по нормален начин.
Ако възрастен загуби око, ще му бъде предоставена постоянна очна протеза. Това обаче не е възможно при деца, които растат много бързо, особено през първите месеци и години от живота си.
3D печат на временни поддържащи структури, наречени конформери, може да се направи бързо, евтино и в диапазон от много точни размери, казаха изследователите.
Това е изключително важно, тъй като без окото костта около гнездото няма подходяща стимулация и лицето не развива естествено изглеждащи пропорции.
Конформерите вече са тествани на малка група от пет деца към май.
Скално катерещ робот
Робот с меки гумени 3D-отпечатани крака демонстрира своите превъзходни способности да завладява неравен терен, задача, която обикновено парализира традиционните роботи.
Инженери от Калифорнийския университет в Сан Диего дигитално проектираха краката на робота и моделираха неговото изпълнение и поведение в различни ситуации - например върху мека, пясъчна повърхност, в тесни пространства или при изкачване над скали.
В крайна сметка избраха дизайн, който се състои от три свързани тръби, наподобяващи спирала, които са кухи вътре и направени от комбинация от меки и твърди материали.
Докато правят крачка, краката тестват околния терен и след това се настройват мигновено, чрез бутала, които се надуват в определен ред и определят походката на робота.
Новостта на дизайна според инженерите е фактът, че краката на робота могат да се огъват във всички възможни посоки.
"Смях"
Първото произведение на изкуството е създадено в космоса през февруари тази година с помощта на 3D принтер на борда на Международната космическа станция.
Произведението представлява човешки смях и е създадено в сътрудничество между израелския художник Eyal Gever и базираната в Калифорния компания Made In Space като част от проекта, наречен #Laugh.
Космическите ентусиасти бяха поканени да участват в създаването на произведението на космическото изкуство чрез приложение, което улавя смеха на потребителите и го превръща в цифров 3D-модел, наподобяващ звезда.
Повече от 100 000 души допринесоха за смеха си към проекта, който стартира през декември 2016 г. Тогава потребителите на приложението избраха най-добрата звезда за смях, която се основаваше на смеха на Наутия Джейн Станко от Лас Вегас. Впоследствие дизайнът се излъчва към ISS и се отпечатва 3D на машина, която обикновено се използва за изработка на резервни части.
Микро-камера
Микрокамера, която може да се използва на миниатюрни дронове и роботи или хирургични ендоскопи, е създадена от немски изследователи с помощта на 3D печат.
Камерата осигурява зрение на орлово око - способността да виждате далечни обекти ясно, като в същото време е наясно какво се случва в периферното зрение.
За да създадат устройството, инженери от Института за техническа оптика в Университета в Щутгарт в Германия отпечатаха струпвания от четири обектива върху чип, който усеща изображение, използвайки техника, наречена фемтосекундно лазерно писане.
Миниатюрните лещи варират от широка до тясна и от ниска до висока резолюция. Тази структура дава възможност изображенията да се комбинират във форма на очи с бик с остро изображение в центъра, подобно на това как виждат орлите.
Четирите лещи могат да бъдат намалени до 300 микрометра на 300 микрометра (0,012 инча или 0,03 сантиметра от всяка страна), приблизително с размерите на пясъчно зърно. Но изследователите казват, че може да успеят да направят устройството още по-малко в бъдеще, когато станат достъпни по-малки чипове.
