Bevezetés
A 3D-s nyomtatás nem új 2017-ben, ám ebben az évben a kutatók a látszólag sci-fi technika határait tolták, bonyolult részleteket igénylő tárgyakat nyomtattak - például egy újszülött életre szóló modelljét és mikroszkopikus kamerát -, valamint a készített tárgyakat is. olyan anyagokkal, amelyek meglepőnek tűnhetnek, beleértve a sajtot és az üveget.
Olvassa el a 2017-ben 3D-ben kinyomtatott legmenőbb és legszebb dolgok körét.
Egy kölyökkutya
A 4 hónapos staffordshire-i bikaterrier kiskutya lett az első beteg, aki új 3D-s nyomtatott maszkot használt a súlyos arc-sérülések helyreállításához. A kölyökkutya jobb arccsontja és állcsontja, valamint temporomandibularis ízülete (az a pofa, amely az állkapocsot összeköti a koponyával) törött, amikor egy másik kutya megtámadta.
A Loca nevű kölyökkutya szerencsés volt, hogy megérkezett a Kaliforniai Egyetemi Davis Állatorvosi Iskolába, ahol az egyetemi veteránok együttműködtek az UC Davis Műszaki Főiskola kollégáival az "Exo-K9 Exoskeleton" maszk kifejlesztésében kutyák számára. . Loca volt az ideális beteg a technológia tesztelésére.
Először a mérnökök átvizsgálták Loca koponyáját, hogy egy egyedi illesztésű maszkot készítsenek, amelyet 3D nyomtatóval kinyomtattak. A maszk a helyén tartotta a Loca törött arccsontjait, ugyanúgy, mint egy öntvény a törött kar- vagy lábcsontokat. Egy hónapon belül a kölyökkutya kemény darabokat tudott enni, és egy 3 hónapos ellenőrzés kimutatta, hogy a temporomandibularis ízület a várt módon gyógyult.
Egér petefészek
Egy 3D-s nyomtatott petefészekkel ellátott női egér egészséges kölyökkutyákat született egy chicagói Northwestern University Feinberg Orvostudományi Iskolában végzett kísérlet során.
Az eredményt áttörésként üdvözölték, mivel egy nap új módszerekhez vezethet az emberek meddőségének kezelésére, bár sokkal több kutatásra van szükség. Különösen hasznos lehet azoknak a nőknek, akik petefészkei károsodtak a rákkezelés miatt - mondta a kutatók.
A 3D-nyomtatás technológiájának felhasználásával a kutatók finom porózus állványokat készítettek zselatinból. (A zselatin egy típusú kollagén, egy természetes protein, amelyet az emberi test nagy mennyiségben talál.) A struktúrát ezután egy másik egér petefészek sejtjeivel töltötték fel. A kutatók a pórusok különböző formáit kipróbálták, mielőtt az adott alakra landoltak, és amelyek megfelelő mennyiségű támogatást nyújtottak a petefészek sejtekhez.
A kísérlet sikeres volt: a beültetett sejtek úgy viselkedtek, mintha a természetes egészséges petefészek sejtjei lennének, végül hormonokat termelve, amelyek az egér reprodukciós ciklusát vezérlik. és lehetővé teszi a terhességet.
Lakóház
Az első 3D-s nyomtatott lakóház kevesebb, mint 24 órán belül épült Moszkva külvárosában, márciusban. A stúdiószerű 400 négyzetláb (37 négyzetméter) ház falát a moszkvai székhelyű induló Apis Cor által kifejlesztett mobil építőipari 3D-nyomtatóval nyomtattuk.
Az egyedi betonpanelek nyomtatása helyett, amelyeket később manuálisan szerelnek össze, a 3D nyomtató a falakat és a válaszfalakat egyetlen teljesen összekapcsolt szerkezetként nyomtatta ki, lehetővé téve a ház szokatlan kerek formáját.
A tető, az ajtók és az ablakok voltak az egyetlen olyan elem, amelyet az emberi munkások később be kellett szerelni. A prototípus ház körülbelül 10 134 dollárt, vagy 25 dollár négyzetlábon (275 dollár négyzetméterenként) fizet. A fejlesztők szerint a legdrágább alkatrészek az ablakok és az ajtók voltak.
A vállalat úgy véli, hogy a 3D nyomtatás nemcsak jelentősen gyorsabbá, hanem környezetbarátabbá teheti az építkezést.
Üveg ház
Az üveg, az ókori Egyiptom óta az emberiség által használt anyag, már régóta ellenáll a 3D-nyomtatásnak. Ennek oka az, hogy a feldolgozáshoz az anyagot rendkívül magas hőmérsékletre kell hevíteni, legfeljebb 1832 Celsius fok (1000 Celsius fok) hőmérsékleten. Noha léteznek olyan komplex ipari 3D-nyomtatók, amelyek lézerekkel nagyon magas hőmérsékletet tudnak hevíteni, amikor üveggel használják, a kapott termék meglehetősen természetes és használhatatlan.
Az eggenstein-leopoldshafeni németországi Karlsruhe Technológiai Intézet kutatói egy új technikával oldották meg a problémát, amely lehetővé teszi összetett üvegszerkezetek létrehozását hagyományos 3D nyomtatóval - lézermelegítés nélkül.
Kiindulási anyagként a mérnökök úgynevezett folyékony üveget használtak - a szilícium-dioxid nanorészecskéinek keveréke, amelyből az üveg készül - akriloldatban diszpergálva. Egy tárgyat 3D-ben nyomtatnak, majd ultraibolya sugárzásnak teszik ki, amely az anyagot valamilyen műanyagmá, például akrilüvegré keményíti. Ezután a tárgyat kb. 2 372 F (1300 ° C) hőmérsékletre melegítik, elégetve a műanyagot és a szilícium-dioxid nanorészecskéket összeolvasztva egy sima, átlátszó üvegszerkezetbe.
Sajt
Az üveggel ellentétben a sajt könnyen olvasztható. Tehát nem meglepő, hogy a kutatók a tejterméket ideális jelöltnek tekintik az élelmiszerekkel végzett 3D-nyomtatási kísérletekhez.
Egy ír kutatócsoport az Írország University College Cork Élelmezési és Táplálkozástudományi Iskolájából olyan keveréket használt, amely hasonló a feldolgozott sajt előállításához használt keverékhez, és egy 3D-s nyomtató fúvókáján keresztül összepréselte, hogy "új" sajt.
Az elegyet 12 percig 167 fok (75 Celsius fok) hőmérsékleten hevítettük, majd két különböző extrudálási sebességgel futtattuk a 3D nyomtatón. (Az extrudálási sebesség az a sebesség, amellyel a nyomtató kinyomja az olvasztott sajtot a fecskendőn keresztül.)
A feldolgozott sajt összetevők keverékét tartalmazza, beleértve az emulgeálószereket, a telített növényi olajokat, az extra sót, az élelmiszer-színezéket, a savót és a cukrot. Lehet, hogy nem pontosan a legegészségesebb sajtfajta, tehát nem egyértelmű, hogy az új élvezet megkapja-e a táplálkozási szaktanács jóváhagyását.
A kutatók szempontjából azonban a 3D-s nyomtatott sajt sikeres volt. 45% -ról 49% -ra lágyabb volt, mint a kezeletlen feldolgozott sajt, kissé sötétebb színű, kissé tavaszabb és folyékonyabb, amikor megolvadt. A tanulmány nem tett következtetéseket az ízről.
Élethű baba próbabábu
Azokat a csecsemőket, akik valóban érzik magukat, 3D-s nyomtatással hozták létre holland kutatók, akik reménykednek az újszülöttekkel dolgozó orvosok képzési módszereinek fejlesztésén.
A jelenleg az orvosok képzéséhez használt baba próbabábu túl mechanikus, és nem biztosítja a törékeny csecsemők kezelésének valódi érzését, mondta a Live Science vezető kutatója, Mark Thielen, a hollandiai Eindhoven Műszaki Egyetem orvosi tervezőmérnöke. márciusban.
A 3D-nyomtatás lehetővé tette Thielen és csapata számára, hogy anatómiailag pontos próbababákat készítsenek, amelyek reális belső szerveket tartalmaznak. A legmagasabb pontosság elérése érdekében a kutatók újszülöttek szervének MRI-vizsgálatát használták, amelyeket később nagy részletességgel nyomtattak ki. Például egy 3D-s nyomtatással ellátott szív tartalmaz részletes, működő szelepeket. A próbabábukon még vérszerű folyadék is kering az erekben.
A cél az, hogy magas szintű, reális tapintási visszajelzést nyújtsanak a próbabábu klinikai beavatkozása során - mondta Thielen. Más szavakkal: amikor a sebészek a próbabábu egy részét mozgatják vagy nyomást gyakorolnak egy bizonyos területre, úgy érzi és mozog, mint az igazi.
Szemek
A 3D-ben nyomtatott szemét a holland kutatók készítették, amely segíthet a megfelelően fejlett szem nélkül született gyermekek számára viszonylag normálisnak látszani. Sajnos a 3D-ben nyomtatott szemprotézisek nem adják meg a gyerekek látási képességét.
Minden 100 000 gyermekből körülbelül 30 születik olyan körülmények között, amelyeket mikroftalmiának és anoftalmiának neveznek, ami azt jelenti, hogy a szemük teljesen hiányzik, vagy alulfejlett. Ennek eredményeként a szemcsatlakozójuk hiányzik a gyermekek arcának normál fejlődéséhez szükséges strukturális támogatástól.
Ha egy felnőtt elveszíti a szemét, állandó szemprotézist kapnak. Ez azonban nem lehetséges olyan gyermekeknél, akik nagyon gyorsan nőnek, különösen életük első hónapjaiban és éveiben.
Az ideiglenes támogató struktúrák, úgynevezett konformerek, 3D-s nyomtatása gyorsan, olcsón és nagyon pontos méretekben elkészíthető - mondta a kutatók.
Ez rendkívül fontos, mivel szem nélkül a foglalat körüli csontot nem stimulálja megfelelően, és az arc nem alakul ki természetes kinézetű arányban.
A konformereket már május óta kipróbálták egy öt gyermekes kis csoporton.
Egy sziklamászó robot
A puha, gumiszerű 3D-s nyomtatott lábakkal ellátott robot demonstrálta kiváló képességét az egyenetlen terep meghódítására - ez a feladat általában bénítja a hagyományos robotokat.
A kaliforniai San Diegó-i Egyetem mérnökei digitálisan megtervezték a robot lábait, és modellezték annak teljesítményét és viselkedését különféle helyzetekben - például puha, homokos felületen, keskeny terekben vagy sziklákon mászva.
Végül egy olyan kialakítást választottak, amely három összekapcsolt spirálszerű csőből áll, amelyek belsejében üregek és lágy és merev anyagok kombinációjából készültek.
Ahogy egy lépést tesznek, a lábak kipróbálják a környező terepet, majd azonnal beállítanak egy dugattyúval, amelyek egy bizonyos sorrendben felfújnak és meghatározzák a robot járását.
A tervezés újdonsága a mérnökök szerint az, hogy a robot lába minden lehetséges irányba meghajlik.
"Nevetés"
Az első művet az űrben idén februárban hozták létre, 3D-s nyomtatóval a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén.
A mű az emberi nevetést képviseli, és Eyal Gever izraeli művész és a kaliforniai Made In Space társaság együttműködésével készült, a #Laugh nevű projekt részeként.
Az űr rajongóit felkérték arra, hogy vegyenek részt az űrművészet alkotásában egy olyan alkalmazáson keresztül, amely rögzíti a felhasználók nevetését, és egy csillaghoz hasonló digitális 3D-modellgé alakítja.
Több mint 100 000 ember nevetett nevetéssel a projekthez, amely 2016 decemberében kezdődött. Az alkalmazás felhasználók ezután kiválasztották a legjobb nevetési csillagot, amely a Las Vegasból származó Naughtia Jane Stanko nevetésén alapult. Ezt követően a mintát az ISS-be sugárzották és 3D-re nyomtattak egy gépen, amelyet általában pótalkatrészek gyártására használnak.
Micro-kamera
A német kutatók 3D-s nyomtatás segítségével létrehoztak egy mikrokamerát, amely miniatűr drónokon és robotokon vagy műtéti endoszkópokon használható.
A kamera sas-szem látást biztosít - a távoli tárgyak tiszta látásának képességét, ugyanakkor tisztában van azzal, mi folyik a perifériás látásban.
A készülék elkészítéséhez a németországi Stuttgarti Egyetem Műszaki Optikai Intézetének mérnökei négy lencséből álló csoportokat nyomtattak egy képérzékelő chipre egy femtosekundás lézerírásnak nevezett módszerrel.
A miniatűr lencsék szélestől keskenyig és alacsony és nagy felbontásig terjednek. Ez a szerkezet lehetővé teszi a képek összekapcsolását bika szem alakjába, éles kép közepén, hasonlóan ahhoz, ahogyan a sasok látják.
A négy lencsét 300 mikrométerre és 300 mikrométerre (mindkét oldalukonként 0,012 hüvelyk vagy 0,03 centiméter) lehet méretezni, körülbelül egy homokszem méretét. De a kutatók szerint a jövőben esetleg még kisebbre is tehetik az eszközt, amikor kisebb chipek válnak elérhetővé.
