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

Авиация 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. 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. В 2015 году компании удалось изменить ситуацию с помощью технологий. Благодаря генеративному дизайну и передовому производственному процессу компании удалось создать легковесный продукт, при этом соответствующий всем требованиям по нагрузке.

Обувь Использование 3D-печати имеет один важный бонус — возможность производить обувь, точно подогнанную под размер и контуры и соответствующую всем анатомическим особенностям ноги. 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 Протез представляет собой довольно сложное изделие, призванное повторить биомеханику движений человека. Оно должно быть эстетически привлекательным, но в то же время надежным, так как испытывает на себе большие нагрузки и в случае поломки может нанести ущерб здоровью пользователя. Особенно остро эта проблема стоит перед маленькими детьми. Из-за быстрого роста и постоянных изменений протез можно поставить лишь на короткое время, после чего придется подбирать новый. В сочетании с высокими ценами, чтобы установить устройство, детям приходится ждать взросления. В борьбе с этим различные организации сегодня стараются повысить доступность 3D-печати для изготовления протезов. Так, например, Enable Community Foundation, организация, объединяющая добровольцев, людей с ограниченными возможностями и дизайнеров для того, чтобы производить протезы бесплатно с помощью 3D-печати для детей. Компания обеспечивает не только функциональность, но также цвет и дизайн, которые действительно важны, если мы говорим про молодое поколение. Сегодня, используя инструменты дополненной реальности, такие как Recap, которые позволяют создавать трехмерные модели объектов, ампутанты могут делать фото конечностей и создавать цифровые модели, после чего с помощью инструментов для проектирования они могут настраивать протезы под себя.

Строительство Прогнозируется, что с 2025 года около 5% всех строящихся домов будут возводить с помощью 3D-принтеров. Основное преимущество технологий 3D-печати в строительстве — это сокращение отходов, которого удается добиться благодаря тому, что при печати объектов используется только необходимое количество строительных материалов. Тем не менее, при всей перспективности и выгодах применения 3D-печати существует ряд ограничений. На сегодняшний день принтеры применяются в основном для малоэтажного и малогабаритного индивидуального строительства, а также для изготовления малых архитектурных форм. В связи с этим будущее строительства лежит в совмещении новых технологий и традиционных методов строительства. Их интеграция позволяет получить лучшее из двух миров, сочетая сложность и относительную быстроту 3D-печати с точностью и ассортиментом материалов, характерными для других методов. Некоторые организации уже используют преимущества двух подходов. Так, нью-йоркская строительная компания Skystone обеспечивает эффективное и качественное строительство в сжатые сроки с дополнительными преимуществами — меньшим количеством отходов, шума и поставок, а также сокращает количество материалов в сравнении с традиционными проектами. Skystone производит для Marriott International, международной компании по управлению гостиничными сетями, полностью укомплектованные модульные гостиничные номера, включая все отделочные материалы, мебель и оборудование на производственном предприятии в Польше, и доставляет их в Нью-Йорк, после чего поднимут один за одним на место с помощью крана. Это нивелирует эффект от непредвиденных условий на стройплощадке и делает его более предсказуемым и спланированным, а также обеспечивает более высокое качество строительства и быструю доставку для застройщиков. Итак, после того как строительная отрасль начнет внедрять новые технологии, опираясь при этом на старые проверенные методы, они смогут накопить преимущества — снизить затраты, сократить сроки бизнес-процессов и уменьшить воздействие на окружающую среду. Но при этом для продвижения инноваций необходимо обновление строительных норм и переход к перспективным стандартов с целью преодоления типичных регуляторных препятствий для новых технологий.