Журнал «Чудеса и приключения» в Год науки и технологий продолжает рассказывать о технических новинках, выдающихся изобретениях, вошедших в нашу жизнь за последние 30 лет и преобразивших её. Некоторые из них кажутся словно сошедшими со страниц то ли фантастических романов, то ли детских сказок, где волшебник, взмахнув палочкой, способен из ничего сотворить любую вещь.

Представьте себе жизнь, в которой каждый может создать себе любой предмет – дом, одежду или даже часть тела. Не верится? Ровно тридцать лет назад журнал «Чудеса и приключения» эту тему уже освещал, правда, как реальность далёкого будущего. Простите, что мы немного «ошиблись». Научный прорыв в этой области свершился гораздо раньше. Рассказывает Сергей Борисов:

История трёхмерной печати насчитывает чуть больше тридцати лет. Именно в конце 80-х – начале 90-х годов появились первые, ещё несовершенные аппараты «для создания трёхмерных объектов». На сегодняшний день существует множество технологий объёмной печати, но все они так или иначе делятся на несколько методов: спекание, когда материал в виде порошка наносится тонким слоем, а затем спекается при помощи лазера; экструзия, когда сопло принтера расплавляет материал до жидкого состояния и наносит его тонким слоем; фотополимеризация – сопло принтера наносит тонкий слой жидкого фотополимера, который под действием ультрафиолетового облучения затвердевает; стереолитография – участок жидкого фотополимера засвечивается лазером и затвердевает.

В металлургии и машиностроении детали получают путём вычитания материала. То есть из заготовки при помощи режущего инструмента удаляется всё лишнее. А вот в 3D-печати всё происходит наоборот. Процесс происходит «с нуля» посредством наложения определённого материала слой за слоем. Шаг за шагом, согласно трёхмерному чертежу, 3D-принтер наносит слои пластика. Этот принцип получил название «аддитивность», то есть сложение материала и создание определённой конструкции.

Сегодня 3D-печать уже преодолела стадию «младенчества» и уверенно завоёвывает рынок, входя в повседневный обиход. Принтеры становятся всё более надёжными, удобными и доступными даже для рядового потребителя. Чтобы напечатать объект на таком принтере, потребуется цифровая модель на компьютере. Её можно создать с помощью приложения для автоматизированного проектирования. Также цифровая модель может быть создана путём сканирования реального объекта 3D-сканером и обработкой с помощью компьютера.

Какое же применение находит такая необычная техническая новинка? Самое обширное! Одно из наиболее востребованных  — медицина. Прежде всего следует отметить протезирование, т.к. принтеры позволяют создать не только банальные протезы, но и целые экзоскелеты, способные существенно улучшить качество жизни многих людей. Незаменима 3D-печать при планировании операций, когда можно напечатать  орган или пораженную зону с высочайшей детализацией на основании данных МРТ или КТ, что позволяет исключить ошибки.

Другое перспективное направление – строительство. Метод печати тот же, что и в других сферах применения, — производство путем продавливания вязкого материала через формующие отверстия. Стоимость материалов  и время работы в разы ниже, а отсутствие прорабов и бригад сокращает финансовые затраты на человеческий труд. Более того, данная технология способна обеспечить жильем людей с невысоким уровнем дохода.

Очень необычное применение 3D-принтерам нашли модельеры. Вместо использования классического текстиля печатается одежда. Это касается не только верхней одежды, но и нижнего белья, а также обуви, с полным соответствием анатомическим особенностям владельца. Скоро можно будет покупать выкройки и печатать себе платья и джинсы. Не выходя из дома. Для индивидуального предпринимательства тут открываются широкие перспективы. Качество напечатанной детали зависит не от квалификации рабочего, а от опыта и мастерства программиста. Вместо того, чтобы хранить готовые изделия на складе и отгружать их железнодорожным транспортом, достаточно будет переслать соответствующий файл и напечатать необходимое количество на месте. Появились даже опасения, что дальнейшее развитие 3D-печати сократит рабочие места. Но, с другой стороны, оно же может способствовать созданию новых вакансий и даже профессий. Даст волю творчеству: мы сможем изобретать, проектировать и изготавливать практически все – в кратчайшие сроки и по невысокой цене. Следующее поколение будет спрашивать своих родителей: а как же вы раньше обходились без 3D-принтера?

Подробнее читайте в №11/2021 журнала «Чудеса и приключения»

 

 По материалам журнала Л.Человская, гл. библиограф