3Д печатач - технологија што ќе ја донесе втората индустриска револуција
Што вклучува 3Д печатење?
3Д печатењето е процес што се користи со децении во индустријата, каде што се нарекува и „брзо прототипови“. Оваа технологија се појави во 1980-тите, првично се користеше од компании со огромен буџет, како што се оние во воздушната индустрија или од тимовите на Формула 1.
Тие работат на сличен начин како и обичните печатачи, користејќи различни материјали (од пластика до сребро, па дури и титаниум) наместо мастило, кои ги „печатат“ во последователни слоеви, со што градат објект.
3Д принтерите им овозможуваат на дизајнерите да произведат прототип за многу кратко време. Така, може брзо да се тестира и ремоделира, со што значително се намалува времето потребно за движење од прототипната фаза до готовиот производ.
На пример, производителите на автомобили во Формула 1 би можеле да користат прототипи со голема брзина за да создадат компоненти со исклучително прецизни форми како што се спојлери. Производството на овие сложени делови со класични методи може да трае неколку недели, но употребата на 3Д принтери го намали овој период на само 48 часа. Така, заштеденото време им овозможи на производителите да тестираат повеќе варијанти на компонентите и да ја достигнат крајната верзија многу побрзо.
Друга предност при користење на 3Д принтери е нивната способност да произведуваат форми што е невозможно да се создадат со помош на техники за масовно производство. Ова им овозможува на компаниите да прибегнат кон биомимика, копирајќи ги формите присутни во природата за да добијат поефикасни производи со пониски трошоци. Еден таков пример доаѓа од МИТ, каде истражувачите предводени од Нери Оксман користеле 3Д печатач за да го направат најлесниот и најсилниот бетонски столб. Поаѓајќи од фактот дека стеблото на растението е составено од вертикални нишки со различна густина, Оксман користел 3D печатач за да отпечати структура направена од бетонски нишки со различна густина.
Денес, технологијата е присутна во повеќето истражувачки лаборатории во сопственост на компании кои произведуваат гаџети, без разлика дали станува збор за жилети, најсофистицираниот паметен телефон или дури и сложените компоненти на авионите. 3Д принтерите исто така можат да произведуваат големи предмети: во 2011 година, Урби стана првиот автомобил чии надворешни компоненти се создадени целосно со помош на 3Д печатач.
Технологијата напредуваше енормно во последните 20 години, што овозможува денес да се печатат 3Д модели од 40 типа материјали. Како резултат на овој напредок, 3Д принтерите веќе не се користат само за прототипови, туку дури и за готови производи.
Специјалисти на НАСА веруваат дека 3Д принтерите се ефикасен метод за производство на алатки и резервни делови потребни за правилно функционирање на Меѓународната вселенска станица. Во моментот, транспортот на килограм опрема до SSI чини околу 20 000 американски долари, па со користење на 3Д печатач значително би се намалиле трошоците. Покрај тоа, 3Д печатачот нуди флексибилност. Еден од истражувачите што соработуваа со НАСА на проектот за 3Д печатење, Гонзало Мартинез, објасни: „Ако астронаутите „Аполо 13“ имаа 3Д принтер на бродот, познатата фраза „Хјустон, имаме проблем“ всушност ќе беше „Хјустон, имаме проблем, испрати образец за да ја отпечатиме алатката што ни треба да ја решиме“до ".
Во 2011 година, специјалисти за вселенска агенција на САД успешно тестираа печатење на инструмент (француски клуч) под услови на нула гравитација. Како резултат на тоа, НАСА објави дека има намера да ја опреми Меѓународната вселенска станица со оваа технологија во 2014 година.
Печатарите стануваат достапни за занаетчиите
И покрај тоа што 3D печатачите постојат со децении, тие сега ги користат многу луѓе страсни за создавање предмети, како резултат на значително намалување на цената на таквиот систем.
Ако 3Д-принтерите што се користат во индустријата чинат до 1 милион долари, комплетите за производство на предмети од мал обем може да се купат по цени што започнуваат од 1.300 американски долари.
Денес, десетици илјади луѓе ја користат оваа технологија за да дизајнираат и создаваат предмети и резервни делови. Повеќе од 15.000 модели веќе можат да се најдат на најважната страница за ентузијасти за 3Д печатачи, Thingiverse. Предметите создадени се движат од корисни, како што се вазни, држачи за четки за заби, до разни игри (шаховски комплети, на пример), до вистински уметнички дела или дури и музички инструменти.
Веб-страницата се заснова на филозофијата на "отворен извор", што значи дека секој модел што е поставен на страницата е достапен бесплатно и може да биде изменет од секој според своите преференции.
Предметите може да се креираат на вашиот компјутер со користење на бесплатни софтверски апликации како што се Google Sketchup или TinkerCAD.
Бре Претис, извршен директор на една од најпознатите компании во оваа област, „MakerBot“, изјавува дека „мора да сториме се што е можно за оваа технологија да ја добиеме во рацете на новата генерација. Денешните деца ќе треба да знаат „дигитален дизајн“ за да ги решат утрешните проблеми “.
Компаниите за 3Д печатачи велат дека 2012 година е година кога за прв пат на пазарот ќе биде достапен модел со цена под 1000 американски долари, како и дека цената на таквата опрема ќе се намали бидејќи технологијата ја прифаќаат се повеќе луѓе.
Најважниот чекор во историјата на оваа револуционерна технологија ќе биде моментот кога повеќе нема да биде само привилегија на ентузијастите, туку ќе се користи од сè поголем број луѓе.
„Ако можеме да го демократизираме пристапот до оваа технологија, нашата база на корисници ќе расте“, рече извршниот директор на 3D Systems, Абрахам Реичентал. "Оваа технологија ќе заврши во спалната соба на нашите деца. 3Д печатачот може да биде последната играчка што ќе ја купиме за нашите деца, бидејќи тие самите ќе ги создадат потоа, овој процес ќе ја стимулира нивната креативност.„Реавтентични тврдења.
Помеѓу 2010 и 2011 година, просечната цена на 3Д принтерите произведени од 3Д системи е преполовена и ако продолжи овој тренд, прогнозата на Reichental може да стане реалност порано отколку што очекуваме.
Предизвик на пиратеријата
Иако технологијата за 3Д печатење засега се користи во ограничен обем, првите „пиратски копии“ на постојните производи веќе почнаа да се појавуваат на пазарот.
Така, една од најголемите страници во светот посветена на споделување датотеки, The Pirate Bay, на 23 јануари објави дека ќе лансира специјална категорија посветена на 3Д модели. „Ние, како општество, секогаш дистрибуиравме информации и ќе продолжиме да ги правиме. Ние веруваме дека следниот чекор во однос на копирање ќе биде од дигитална во физичка форма. Ние веруваме дека луѓето наскоро ќе ги печатат своите делови од автомобилот и дека за најмногу 20 години ќе ги преземеме чевлите од Интернет.“, Го објавува манифестот на Пиратскиот залив.
„Општеството ќе извлече огромни придобивки од оваа технологија: повеќе нема да има потреба од голем број производи да бидат доставени до различни делови на земјината топка, нема да има повеќе деца принудени да работат, а гладните луѓе ќе можат да се хранат „печатена“ храна. Повеќе нема да го дистрибуираме само рецептот, како денес, туку дури и храната “, со оптимизам завршува манифестот„ пирати “.
Во моментот, дигиталните модели што ги дистрибуираат членовите на заедницата Пират Беј се создадени од нивна страна, но како што технологијата ја прифаќаат сè поголем број луѓе, сигурно ќе има „модели“ дистрибуирани без дозвола на луѓето или компаниите што поседуваат правата на тие креации.
Со други зборови, ако денес Интернетот го олесни нелегалното копирање холивудски песни и филмови, за неколку децении ќе може да се „пиратуваат“ физички производи.
Веќе започнаа да се појавуваат првите проблеми, веб-страницата Thingiverse е обвинета од Games Workshop (компанија која произведува игри на табла) за незаконско хостирање на модел од играта Warhammer, над која компанијата ги поседува правата на интелектуална сопственост.
И покрај тоа што „Thingiverse“ го повлече печатењето од страницата, тој наскоро се појави на „The Pirate Bay“, знак дека борбата против 3Д пиратеријата ќе биде барем иста како и тешката борба против нелегалното преземање музика и филмови.
3Д принтери во медицината
Објектите не се единствените креации на 3Д принтерите. Тие се исто така ветувачка технологија за медицина, каде што веќе се користат за печатење на човечко ткиво, па дури и органи.
Демонстрација на оваа технологија се одржа минатата година на конференцијата ТЕД во Калифорнија. Д-р Ентони Атала користел 3D печатач за да отпечати бубрег пред јавноста.
Како што луѓето живеат подолго, регенеративната медицина станува сè поважна. „Во последните 10 години, бројот на пациенти кои имаат потреба од трансплантација на орган е двојно зголемен, но бројот на донирани органи се зголеми многу малку“, објасни д-р Атала на сцената на ТЕД Затоа, 3Д принтерите се сметаат за потенцијално решение за органската криза, која станува се поакутна секој ден.
Во моментов, технологијата е сè уште во почетна фаза, но фармацевтските компании вложуваат сè повеќе за да ја подобрат. Една од причините што ги интересираат 3Д принтери е нивниот потенцијал да го олеснат тестирањето на нови лекови. Ако, на пример, компаниите можат да отпечатат ткиво слично на човечкиот црн дроб, ова ќе им овозможи да ги проучат ефектите на новите лекови врз него. Така, штетните ефекти на новиот лек може да се забележат многу побрзо и со многу пониска цена од сегашните клинички испитувања.
Друга иновација материјализирана благодарение на 3Д принтерите доаѓа од Белгија, од компанијата Materialize, специјализирана за производство на вештачки колкови.
Бидејќи повеќе не мора да создаваат вештачки колкови користејќи технологии за масовно производство, специјалистите на Materialize можат да го моделираат секој производ според конформацијата на клиентот, репродуцирајќи ги природните облини на коските, што гарантира дека производот полесно ќе се заварува до природната коска на пациентот. Исто така, бидејќи 3Д принтерите имаат извонредно ниво на прецизност, отпечатениот вештачки колк ја има истата внатрешна структура што ја имаат природните коски, што му овозможува да биде полесен од обичните вештачки колкови, без да влијае на неговата цврстина.
Друга иновација направена во Белгија со помош на 3Д принтери доаѓа од универзитетот Хаселт. За светската премиера, долната вилица на 83-годишна жена беше заменета со обичен имплант на титаниум отпечатен од 3Д печатач. Професорот lesил Поукенс, еден од истражувачите вклучени во ова достигнување, зборуваше за промените што 3Д принтерите ги носат во светот на медицината: „Технологијата предизвикува револуција во медицинската индустрија. Традиционална операција ќе траеше до 20 часа, а периодот на хоспитализација за закрепнување ќе беше 2-4 недели, но оваа операција траеше само 4 часа, а пациентот можеше да биде отпуштен по 4 дена." Универзитетските специјалисти очекуваат ваквите импланти да бидат широко користени во иднина.
Во Германија, истражувачите од Институтот Фраунхофер користат 3Д принтери за производство на вештачки крвни садови. Тие се создаваат во две фази: прво, вештачките цевки се печатат со употреба на 3Д принтери, а создадените цевки се третираат со ласерски зрак со голема моќност за да им се даде еластичност на вистинските вени. Истражувачите од Институтот Фраунхофер велат дека овие вештачки крвни садови може да се користат кај пациенти кои имале операција за бајпас на коронарна артерија.
Оптимистички прогнози
Еден од најоптимистичките поддржувачи на 3Д принтерите е пронаоѓачот и футурист Реј Курцвејл. Тој тврди дека стапката на прифаќање на врвни технологии постојано се зголемува во последните години и дека истото ќе се случи и во овој случај.
Неодамна, Курцвејл ја претстави својата визија на настанот „Учење без граници“ во Лондон. Ако денес се користат 3Д принтери на релативно малку полиња, за 10 години „ќе можеме да испорачаме 3Д печатач во сиромашна земја, чии луѓе ќе можат да го користат за печатење делови за друг печатач“, рече Курцвејл. „Тие ќе можат да го користат овој печатач за да отпечатат уште два, потоа осум и така натаму. Тие ќе можат да ги користат овие принтери за печатење на сите елементи потребни за современ живот, од компонентите на куќата до цевките потребни за транспорт на чиста вода или дури и до соларни панели “, предвидува Курцвејл.
Студентите кои присуствуваат на универзитетот Сингуларност на Курцвејл веќе работат на дизајнирање згради што можат да се градат со употреба на 3Д принтери.
Нивната оптимистичка визија ја дели и главниот футуристик на Cisco, Дејв Еванс. "Одиме кон свет кој ќе го напушти моделот „една големина одговара на сите“ во корист на моделот „една големина одговара на сите“. Beе биде можно да се создаде што било по нарачка, сите предмети да бидат прилагодени„Вели Еванс. „Исто како што денес сметаме дека е апсолутно природно да преземаме музика од Интернет, така ќе се обидеме да преземеме физички објекти во иднина“, рече Еванс, додавајќи дека домовите на иднината може да вклучуваат личен 3Д печатач.
Бре Претис, шеф на „МакерБот“, е подеднакво оптимист: „Мојата цел е печатарите на„ МакерБот “да стигнат до Месечината и да помогнат да се изгради база што може да нè прими. Претис верува дека 3Д принтерите ќе можат да го претворат и најпесимистичкото сценарио во оптимистичко: „Се надевам дека во случај на апокалиптичен настан, луѓето ќе бидат подготвени да имаат дома печатари MakerBot што ќе ги користат за произведува работи што повеќе не можам да ги купувам од продавницата. Затоа велам дека MakerBot не продава производ, тоа навистина ја менува иднината “.
Влијанието што ќе го имаат 3Д принтерите врз општеството е тешко да се предвиди, но некои важни ефекти почнуваат да се оформуваат. Така, во ова време повеќето производи се произведуваат во земјите со најмали трошоци за производство, а потоа се транспортираат преку океаните: благодарение на 3Д-принтерите, производите можат да се креираат таму каде што се клиенти и можноста за прилагодување на креациите според вкусот на секој во некои случаи ќе ја елиминира потребата за масовно производство.
3Д принтерите исто така ветуваат дека ќе имаат неочекувано влијание врз општеството. Ако денес луѓето ги користат производите што ги купуваат за да го градат својот идентитет со помош на брендови, во иднина ќе биде можно личниот идентитет да биде резултат на нашите сопствени креации, направени со помош на 3Д принтери.
Во револуцијата на 2Д печатење, беа потребни околу 40 години за изумот на Гутенберг да се прошири низ цела Европа, радикално менувајќи го општеството. Како што никој не претскажа како печатењето ќе го намали влијанието на Католичката црква на континентот и ќе го стимулира појавувањето на модерната наука, сега е невозможно да се предвидат сите промени што ќе ги донесе оваа нова револуција во печатењето. Едно е сигурно: бидејќи технологијата е усовршена, репликатор-на од Tвездени патеки ќе го напушти сферата на фикцијата за да стане инструмент што се користи во секојдневниот живот.