10 neuvěřitelných věcí, které můžete udělat s 3D tiskárnami

V blízkosti konce filmu "Skyfall" je scéna, ve které James Bond a M vyjíždějí z města v klasickém Aston Martinu DB5 z roku 1960, typický stříbrný Bond Car nejprve použitý v Goldfinger v roce 1965. Později - a to je mírný spoiler - auto je zastřeleno plnými otvory s útočícími puškami a vrháno vrtulníkem.

Pokud jste za posledních deset let viděli nějaký film, budete vědět, že tato scéna pravděpodobně nebyla těžká pro filmaře natáčet. Jediné, co potřebovali, bylo digitálně vložit výbuch - nebo s takovým rozpočtem, možná vzít jednu ze tří set zbylých DB5 a vyhodit do povětří skutečnou věc.

Místo toho filmaři vytiskli detailní modely Aston Martin na 3D tiskárnách o velikosti 1: 3 a vyhodili je na absolutní bity, čímž ušetřily skutečné automobily pro muzea. Pamatuješ si oblek Iron Man? Stejný proces.

Zde je deset způsobů, jak lidé používají 3D tiskárny pro něco funkčního - a někdy mění svět v procesu.

10

Oblečení

V raných dnech 3D tisku byl objekt, který jste dostali z tiskárny, obvykle nějaký objemný plastový předmět - prototyp designu, který byl například použit jako vizuální návod před vytvořením skutečného produktu. Nyní, když je technologie přesnější, můžeme vytisknout menší, složitější objekty. 3D tiskový tým na Shapeways běžel s touto myšlenkou a dával nám tištěný nylonový oděv, který je tištěn na přesné body rozměry osoby, která si ji objednala - nejvíce personalizované oblečení na světě.

Jejich první 3D tištěná oděvní linie se nazývá N12 Bikini (N12 znamená Nylon 12, materiál je vyroben z). Bikiny jsou tvořeny rovnicí s názvem kruhové balení; jinými slovy, je vyrobena zcela s malými spojenými kruhy, které algoritmus upravuje na základě zakřivení tvaru - čím větší je křivka, tím menší jsou kruhy. Celý design je založen na skenování těla tak, aby konečný produkt dokonale vyhovoval uživateli.

9

Kytary

Od dvanáctého století byly kytary - nebo alespoň jejich předchůdci - vyrobeny ze dřeva. Nedávno bylo také použito plastu, ale konstrukční proces je v obou případech stejný. Je oddělené, což znamená, že je něco odebráno, aby získalo správný tvar. Začínáte s velkým dřevěným blokem a po vyřezávání to skončíte s částí pro kytaru. Ve skutečnosti se výroba obvykle provádí tímto způsobem.

3D tisk je naopak aditivní - je vybudován vrstvou po vrstvě do správného tvaru s materiálem, který se později změní na pevnou látku (jako kaluž lepidla z horké lepicí pistole).

S tímto procesem můžete udělat téměř cokoliv - dokonce i téměř dokonalý akustický tvar kytary. Tato kytara je skvělým příkladem; to bylo vytištěno Scott Summi, a je první svého druhu. Každá část byla tištěna kromě krku a strun (i kovové části byly vytištěny) a trvalo to asi dvě hodiny. A protože nějaký 3D tištěný objekt pochází z počítačového modelu, neexistuje žádný limit pro různé způsoby, jak může být navržena kytara - otevření dveří pro obrovskou kreativitu.

8

Domy

V loňském roce uvedl Behrokh Khoshnevis - inženýrský profesor na univerzitě v jižní Kalifornii TED talk, ve kterém popsal, jak může být 3D-tištěný dům v rozmezí méně než dvacet (25 000 čtverečních stop nebo 2320 čtverečních metrů) hodin, instalatérské a elektroinstalace. Tento časový rámec je téměř neuvěřitelný. Celé čtvrti by mohly být postaveny za měsíc a vše, co musíte udělat, je změna návrhového plánu počítače pro dům, který vypadá zcela odlišně - žádné homogennější předměstí.

Ještě důležitější je, že tento systém by mohl sloužit k nahrazení oblastí slumů nebo k zajištění rychlého bydlení pro oběti přírodních katastrof. Pokud by to bylo v perspektivě, kdyby se tato technologie používala v roce 2010, kdy byla zemětřesení v Haiti zasaženo zemětřesením, téměř každý, kdo byl bez domova, už bude mít jiný domov.

7

Objektivy fotoaparátu

Fotografie je pravděpodobně poslední místo, které byste očekávali 3D tisk. Vysoce kvalitní fotoaparát může stát několik tisíc dolarů a čočky, které s ním přicházejí, jsou stejně drahé. A je zde důvod: fotografování v jádru je zachycením světla a pro nejlepší výsledek potřebujete nejlepší vybavení. Objektivy jsou obzvláště důležité, protože jsou zodpovědné za refrakci světla v pravém úhlu a vytvářejí tak ohniskovou vzdálenost. Výsledkem je křišťálově čistý obraz.

Ačkoli 3D tištěné objektivy fotoaparátu nejsou nikde blízké kvalitě tradičně vyráběných objektivů, postupují s míčem a hranicemi. To je částečně způsobeno místy, jako je Thingiverse, kde si uživatelé mohou nahrát svůj návrhový plán, což ostatním umožňuje stáhnout a zlepšit ho. Tento objektiv fotoaparátu je vyroben z akrylu na domácí tiskárně a vyžaduje slušné snímky. Cenově dostupné 3D tiskárny jsou již schopny tisknout skleněné předměty, takže by nemělo trvat déle, než je možné vytvořit ve vašem domě skleněné čočky, které soupeří s komerčními objektivy - to vše za zlomek nákladů.

6

Jídlo

NASA využívá 3D tiskárny pro tisk částí svých kosmických lodí v posledních několika letech - což je samo o sobě dost chladné. Ale v těchto dnech NASA tuto představu přijala zcela novým směrem; v současné době jsou ve fázi první ve třífázovém plánu a vyvíjejí způsob tisku jídla na dlouhé vesmírné plavbě.

Vesmírný program však není průkopníkem této technologie - to je práce Andrasa Forgacse, generálního ředitele Moderních louků, který se stal prvním člověkem, který na začátku letošního roku jedl kus vytištěného masa. Proces tisku jídla je v podstatě stejný jako cokoliv jiného: stačí nahradit plast pro živé buňky a stavět to do svalové tkáně, vrstva po vrstvě.

S touto jednoduchou náhradou můžete také jednoduše odstranit tisíce environmentálních problémů, které pocházejí z moderního zemědělství.

5

Umění

Lidé jsou docela velkolepý. Jsou ti, kteří se vydali, aby zachránili svět, a tam jsou ti, kteří inspirují svět. Umění hrálo svou vlastní roli při prosazování lidského intelektu po celá staletí a 3D tisk nabízí dalšímu prostředku pro umělce, aby se vyjádřil - a některé z výsledků jsou naprosto beznadějné.

Socha zobrazená výše byla vyrobena fotografkou a sochařkou Sophií Kahnovou, která byla zpočátku přitahována 3D tiskem jako "post-fotografický proces" - způsob, jak z fotografie získat další vrstvu kreativity. Sophie Kahn se v uměleckém světě stává splash, ale již stovky dalších lidí, kteří se obrátili na 3D tisk jako kreativní prodejnu. Nebude to bolet to, že pro bojujícího umělce jsou materiály mnohem levnější než tradiční umělecké zásoby.

4

Protéza

V roce 2011 Richard Van As ztratil čtyři prsty v případě tesařské nehody. Tváří v tvář těžké sumě kolem 10 000 dolarů za mechanickou protézu, Richard se rozhodl postavit své místo. A udělal to doma - 3D tiskárnou.

Jeho prototyp, nazvaný Robohand, má pět prstů, které se blíží, když se ohne zápěstí. Poté, co postavil ruku, nahrál plán na internet, aby kdokoliv mohl udělat totéž. Ale pak šel o krok dál: Richard a jeho partner nyní staví protetické ruce pro jihoafrické děti s chybějícími prsty, jako ten pět letý chlapec, který se narodil s syndromem amniózních kapek, poruchou, která způsobila, že se narodil bez prstů .

Vzrušující je, že práce Richarda je jen špičkou ledovce. V roce 2009 měl muž zvaný Eric Moger z tváře odstraněn nádor a zanechal v levé tváři díru o velikosti tenisové koule. Lékaři vytlačili protetiku, která zrcadlí pravou stranu Ericova obličeje. Protéza má pružnost normální pokožky a vypadá téměř překvapivě realistická. A začátkem tohoto roku měl muž ve Spojených státech protetickou implantovanou lebku, která pokrývala téměř čtvrtinu lebky celý povrch.

3

Části těla

Nebudeme brzy znovu rozšiřovat ztracené ruce a nohy s ještěrkou podobnou účinností, ale směřujeme tímto směrem. Například inženýři z Cornellovy univerzity vytlačili pracovní ucho pomocí buněk vytažených z pacientova žebra. Buňky byly smíchány do gelového materiálu, který by 3D tiskárna mohla použít k sestavení modelu - a po třech měsících začala uši skutečně růst vlastní chrupavky.

Opět se to zlepšuje. Před několika měsíci jsme krátce zmínili 3D tiskárny v seznamu a prorokovali, že někdy v budoucnu budeme moci tisknout lidské orgány. To se vlastně stalo asi měsíc poté, co byl seznam zveřejněn. Výzkumná organizace San Diego Organovo v dubnu oznámila, že úspěšně vytiskla lidskou jaterní tkáň schopnou plnit všechny funkce požadované z jater. Nemají ještě plnou játra, ale horizont se blíží. To je rozhodně první krok k tisku náhradních orgánů na vyžádání - potenciálně ušetří mnoho tisíc životů každý rok.

2

Roboty

Zdá se, že máme téměř náboženskou fascinaci s myšlenkou vdechnout zdání života do jiného stvoření. Ale možná to proto, že roboty jsou úžasné.

V každém případě existuje již několik výzkumných skupin, které začaly s prototypovými roboty s 3D tiskárnami. V Německu vyvinul Fraunhofer-Gesellschaft osmipohý robot pavouků, který byl tak snadno vytištěn tak, že jeden výzkumník jej porovnal s "gumovou rukavicí na jedno použití" - v tom smyslu, že po jeho použití jednou, je snadnější vytisknout nový jeden.

Společný projekt od společnosti MIT a Harvard vyvinul také 3D tištěný robot, který se neuvěřitelně může sestavit. Bot je vyráběn s "tvarovými paměťovými polymery", které mu umožňují, aby se po vytištění sbalil do příslušného tvaru.

Konečně je tu tento robot, hlasem aktivovaný android, který bude reagovat na slovní příkazy vhodně strašidelným způsobem. Plány jsou k dispozici zdarma online, takže si je může postavit každý a podílet se na výstavbě robotské armády.

1

3D tiskárny

Typicky někdo již navrhl 3D tiskárnu, která dokáže tisknout další 3D tiskárny. Tzv. RepRap používá tiskárnu plány s otevřeným zdrojovým kódem a všechny její díly lze vytisknout jinou tiskárnou (s výjimkou několika kovových matic a šroubů). Stroj byl v roce 2008 testován na univerzitě v Bath v USA, kde úspěšně vytvořil "dětskou" kopii. O něco málo přes tři minuty toto dítě dokončilo tisk první části pro další dítě v robo-genetické linii.

Vzhledem k tomu, že všechny plány pro tiskárnu jsou volně dostupné online, vytvořila se kolem ní druh komunity, která vyvíjí návrh tak, aby byl efektivnější. Například jedna osoba může stáhnout všechny plány, vyladit je a poté nahrát modifikované plány. Je to pravděpodobně první skutečný příklad hardwarového davu, který se v historii objevuje, a není známo, kam půjde v budoucnu.

Andrew Handley

Andrew je spisovatelka na volné noze a majitel sexy, sexy HandleyNation Content Service. Když nepsal, obvykle jde o pěší turistiku nebo horolezectví nebo si užívá čerstvého vzduchu v Severní Karolíně.