Напечатанный мир: как 3D-печать используют для строительства и протезирования

За последние 10 лет мир увидел уникальные вещи, сделанные с помощью 3D-печати: дома, мосты, обувь, протезы и даже человеческие органы. Это открыло перед нами новые возможности будущего, где строительство не производит 30% мировых отходов, выбросы от самолетов не наносят вред климату, а протезирование не стоит тысячи долларов, благодаря чему детям не нужно будет дожидаться определенного возраста, чтобы поставить протез. Глава региона EMEA Emerging Луай Дахмаш объясняет, решит ли 3D-печать проблемы, с которыми сегодня сталкивается мир, и как скоро всё будет напечатано в 3D.

В мае этого года американский разработчик технологий для 3D-печати Formlabs получил разрешение от FDA на экстренное использование таких принтеров для переоборудования существующих устройств для лечения апноэ во сне в аппараты искусственной вентиляции легких. Это позволило производить жизненно-необходимые аппараты ИВЛ в гораздо более быстром режиме, а значит, больше людей, зараженных COVID-19, получат вовремя экстренную помощь. А в Университете Иннополис стали печатать держатели для медицинских визоров. Благодаря улучшенной технологии за час можно напечатать 10 таких визоров. Но это не единственная помощь разработчиков технологий для 3D-печати во время пандемии.

Где уже используется 3D-печать

— Респираторы и защитные маски во время пандемии

Пандемия COVID-19 стала одной из самых больших угроз, с которой человечество столкнулось за последние 50 лет. И сегодня люди из разных стран объединяются для борьбы с ней. 3D-печать сыграла в этом немалую роль, поскольку энтузиасты со всего мира используют технологии для создания респираторов и защитных масок.

— Авиация

Не секрет, что компания Airbus делает уверенные шаги в сторону проектирования самолетов будущего — в компании уже давно активно применяют 3D-печать, генеративный дизайн и другие технологии для создания отдельных деталей самолета, в том числе в планах компании напечатать самолет целиком.

Однако первым шагом на этом пути стало создание легких перегородок, которые разделяют пассажирские места и кабину пилота. Это совсем не та деталь, которая сразу бросается в глаза в интерьере самолета, при этом она имеет ключевое значение для инженеров. Основное требование к этой детали — надежность, и для этого ее традиционно делают тяжелой и громоздкой. Однако в 2015 году компании удалось понять, как изменить ситуацию с помощью технологий. Благодаря генеративному дизайну и передовому производственному процессу компании удалось создать легковесный продукт, при этом соответствующий всем требованиям по нагрузке.

— Одежда

В одном из фирменных магазинов Adidas в Германии посетители теперь могут выбрать понравившийся дизайн — для этого они проходят в небольшое помещение, где специальное устройство сканирует их тело — фигуру, рост, длину рук и другое. После подтверждения всех параметров на глазах покупателей несколько вязальных машин, объединенных в один 3D-принтер, шьют уникальный свитер.

Конечно, за такой свитер придется отдать порядка 200 евро, но такая кастомизация и персонализация привлекают сотни клиентов. Однако если говорить про массовое производство одежды с помощью 3D-печати, то напечатанные вещи пока будут больше похожи на произведение искусства, нежели на предмет гардероба. Основная проблема заключается в том, что ключевые материалы, которые задействованы в производстве, более жесткие по сравнению с обычной тканью, поэтому носить их в повседневной жизни не очень удобно. В результате сшитая традиционным способом одежда получается более практичной и удобной.

— Обувь

Использование 3D-печати имеет один важный бонус — возможность производить обувь, точно подогнанную под размер и контуры и соответствующую всем анатомическим особенностям ноги. Однако на этом ее преимущества не заканчиваются. Так, производитель спортивной одежды Under Armour формирует новое будущее обувной индустрии с помощью технологий. Перед командой стояла задача разработать легкую амортизирующую обувь для интенсивных тренировок. Среди множества инноваций и технологий, которые команда применила для создания модели UA Architech, было сочетание генеративного дизайна и 3D-печати.

Главная особенность UA Architech — решетчатая структура подошвы, которая может быть изготовлена только с помощью 3D-печати. Она создана из комбинации полимеров и эластомеров, которые делают ее достаточно мягкой и при этом крепкой, обеспечивая устойчивость и амортизацию. Инновационная подошва фиксирует положение ноги и адаптируется под движение, позволяя тем самым избежать травм.

В результате 3D-печать снижает вес обуви и дает больше возможностей по изменению упругости и жесткости, а также широчайшее поле для конструирования и изобретения новых форм, которых традиционными методами создать было бы невозможно.

— Протезирование

В России более 12 млн человек имеют группу инвалидности, из них более 200 тыс. нуждаются в протезировании нижних или верхних конечностей. Сегодня россиянам доступны почти все инновационные виды протезирования, однако их стоимость по-прежнему остается главной проблемой для многих. Так, стоимость бионического готового протеза в среднем превышает 1 млн рублей и может доходить до 3,5-4 млн рублей.