Uvod
3D ispis nije nov za 2017. godinu, ali ove su godine istraživači pomakli granice naizgled znanstvene fantastike, ispisujući predmete koji zahtijevaju zamršene detalje - poput živopisnog modela novorođenčeta i mikroskopske kamere - kao i predmete izrađene s materijalima koji mogu zvučati iznenađujuće, uključujući sir i staklo.
U nastavku pročitajte pregled najslađih i najslađih stvari koje su u 2017. godini bile 3D ispisane.
Maska za štene
Četveromjesečni psić stafordski bul terijer postao je prvi pacijent koji je koristio novu masku s 3D otiskom kako bi pomogao u oporavku od ozbiljnih ozljeda lica. Desna jagodica i vilica, kao i njezin temporomandibularni zglob (zglob koji povezuje vilicu s lubanjom), puknuli su kad ju je napao drugi pas.
Štene, imenom Loca, imalo je sreće što je stiglo na Sveučilištu veterinarske medicine Davis University of California, gdje su veterinari na sveučilištu surađivali s kolegama s UC Davis College of Engineering na razvoju „Exo-K9 Exoskeleton“ maske za pse , Loca je bio idealan pacijent za testiranje tehnologije.
Prvo, inženjeri su skenirali Locinu lubanju kako bi dizajnirali masku prilagođenu prilagodbi, koja je potom ispisana 3D pisačem. Maska je držala Locine prijelome na licu na isti način kao što lijeva drži prelomljene kosti ruku ili nogu. U roku od mjesec dana, štene je moglo jesti tvrdu kibu, a tromjesečni pregled pokazao je da se temporomandibularni zglob zacjeljuje kako se i očekivalo.
Mišični jajnici
U eksperimentu provedenom na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Northwestern University iz Feinberga u Chicagu, ženka miša opremljena 3D jajnicima ispisana jajnicima rodila je zdrave štence.
Rezultat je shvaćen kao napredak, jer jednog dana može dovesti do novih načina liječenja neplodnosti kod ljudi, iako je potrebno još mnogo istraživanja. To bi moglo biti osobito korisno ženama čiji su jajnici oštećeni zbog liječenja raka, rekli su istraživači.
Koristeći tehnologiju 3D ispisa, istraživači su stvorili složene porozne skele napravljene od želatine. (Želatina je vrsta kolagena, prirodnog proteina koji se nalazi u ljudskom tijelu u velikim količinama.) Struktura je tada naseljena stanicama jajnika drugog miša. Istraživači su testirali različite oblike pora prije sletanja na određeni oblik koji je pružio pravu količinu potpore stanicama jajnika.
Eksperiment je bio uspješan: implantirane stanice počele su se ponašati kao da će stanice u prirodnim zdravim jajnicima stvarati hormone koji pokreću reprodukcijski ciklus miša. i omogućava mu da zatrudni.
Stambena kuća
Prva stambena kuća s tiskanim 3D-om izgrađena je za manje od 24 sata u predgrađu Moskve u ožujku. Zidovi kuće veličine 37 četvornih metara, u studiju, ispisani su pomoću mobilnog konstrukcijskog 3D printera koji je razvio startup Apis Cor sa sjedištem u Moskvi.
Umjesto ispisa pojedinačnih betonskih ploča koje će se kasnije ručno sastaviti, 3D pisač je ispisao zidove i pregrade kao jednu potpuno povezanu strukturu, omogućavajući neobičan okrugli oblik kuće.
Krov, vrata i prozori bile su jedine komponente koje su ljudski radnici morali naknadno ugraditi. Kuću prototipa koštalo je oko 10,134 dolara, odnosno 25 dolara po četvornom metru (275 dolara po četvornom metru). Najskuplje komponente, prema riječima programera, bili su prozori i vrata.
Tvrtka vjeruje da 3D ispis može gradnju učiniti ne samo znatno bržom već i ekološki prihvatljivijom.
Kuća od stakla
Staklo, materijal koji je čovječanstvo koristilo još od drevnog Egipta, dugo se opiralo 3D-tisku. To je zato što se za obradu materijal mora zagrijati na ekstremno visoke temperature do 1.832 stupnja Farenhita (1.000 Celzijevih stupnjeva). Iako postoje složeni industrijski 3D-pisači koji pomoću lasera mogu zagrijavati materijale do vrlo visokih temperatura, dobiveni proizvod bio je prilično koristan i neupotrebljiv.
Istraživači s njemačkog Instituta za tehnologiju Karlsruhe u Eggenstein-Leopoldshafenu riješili su problem novom tehnikom koja omogućuje stvaranje složenih staklenih struktura s konvencionalnim 3D pisačem - bez potrebe za laserskim grijanjem.
Kao polazni materijal inženjeri su koristili takozvano tekuće staklo - mješavinu nanočestica silicija, od čega je staklo od materijala raspršeno u akrilnoj otopini. Objekt je 3D ispisan, a zatim izložen UV svjetlu, koji materijal otvrdne u vrsti plastike poput akrilnog stakla. Zatim se objekt zagrijava na oko 1,372 stupnjeva F (1300 stupnjeva C), izgarajući plastiku i spajajući nanočestice silicijevog dioksida zajedno u glatku prozirnu staklenu strukturu.
Sir
Za razliku od čaše, sir se može rastopiti lako. Stoga ne čudi što su istraživači mliječni proizvod smatrali idealnim kandidatom za eksperimentalne 3D ispise s hranom.
Tim istraživača sa Škole prehrambenih i prehrambenih znanosti na University College Cork u Irskoj upotrijebio je smjesu sličnu onima koja se koristi za izradu topljenog sira i provukao ga kroz mlaznicu 3D printera kako bi stvorili "novu" vrstu prerađenog sir.
Smjesa je zagrijavana na 167 stupnjeva Fahrenheita (75 stupnjeva Celzija) 12 minuta, a zatim je provedena kroz 3D printer s dvije različite brzine istiskivanja. (Brzina istiskivanja je brzina kojom pisač rastvara topljeni sir kroz štrcaljku.)
Prerađeni sir sadrži mješavinu sastojaka, uključujući emulgatore, zasićena biljna ulja, dodatnu sol, boji hrane, sirutku i šećer. Možda nije baš najzdravija vrsta sira, pa nije jasno hoće li nova poslastica dobiti pečat odobrenja nutricionista.
Ipak, iz perspektive istraživača, 3D otisnut sir bio je uspješan. Bio je 45 do 49 posto mekši od neobrađenog topljenog sira, malo tamnije boje, malo prozračniji i tečniji kada se topi. Studija nije dala nikakve zaključke o ukusu.
Životinjski lutke za bebe
Bebe koje se osjećaju kao prave, 3D su ispisali nizozemski istraživači, koji se nadaju da će poboljšati metode treninga za liječnike koji rade s novorođenčadima.
Dječji lutke koje se trenutno koriste za liječničke treninge previše su mehaničke i ne pružaju pravi osjećaj liječenja krhkom dojenčetu, rekao je za Live Science glavni istraživač Mark Thielen, inženjer medicinskog dizajna na Eindhoven University of Technology u Nizozemskoj. u ožujku.
3D ispis omogućio je Thielenu i njegovom timu da stvore anatomsko točne lutke koje uključuju realistične unutarnje organe. Da bi postigli najvišu razinu točnosti, istraživači su koristili MRI skeniranje organa novorođenčadi koja su nakon toga ispisana s visokom razinom detalja. Primjerice, srce s 3D ispisom uključivalo bi detaljne, radne ventile. Manikuri čak imaju i krv poput tekućine koja cirkulira u venama.
Cilj je pružiti visoku razinu realnih taktilnih povratnih informacija tijekom izvođenja kliničkih intervencija na manikurama, rekao je Thielen. Drugim riječima, kada kirurzi pomaknu dio manikine ili izvrše pritisak na određeno područje, to se osjeća i kreće se kao prava stvar.
Oči
Oči ispisane 3D dizajnirali su nizozemski istraživači koji mogu pomoći djeci rođenoj bez pravilno razvijenih očiju da izgledaju relativno normalno. Nažalost, 3D otisnute proteze za oči neće pružiti djeci mogućnost da ih vide.
Oko 30 na svakih 100.000 djece rodi se sa stanjima koja se nazivaju mikroftalmija i anoftalmija, što znači da su im oči ili potpuno nestale ili su nerazvijene. Kao rezultat toga, u ušima im nedostaje strukturalna podrška koja im je potrebna da bi se dječja lica mogla normalno razvijati.
Ako odrasla osoba izgubi oko, dat će joj trajnu očnu protezu. To ipak nije moguće kod djece koja vrlo brzo rastu, posebno u prvim mjesecima i godinama svog života.
3D ispis privremenih potpornih struktura, nazvanih konformeri, može se izvesti brzo, jeftino i u rasponu vrlo preciznih veličina, rekli su istraživači.
To je izuzetno važno jer bez oka kosti oko utičnice nemaju odgovarajuću stimulaciju i lice ne dobiva proporcije prirodnog izgleda.
Konformatori već su testirani na maloj grupi od pet djece.
Robot penjač
Robot s mekim gumenim nogama s 3D printom pokazao je svoje vrhunske sposobnosti za osvajanje teškog terena, zadatak koji obično paralizira tradicionalne robote.
Inženjeri sa Sveučilišta u Kaliforniji, San Diego, digitalno su dizajnirali noge robota i modelirali njegove performanse i ponašanje u različitim situacijama - na primjer, na mekoj, pješčanoj površini, u uskim prostorima ili kada se penje preko stijena.
Na kraju su odabrali dizajn koji se sastojao od tri povezane spiralno cijevi koje su iznutra šuplje i izrađene od kombinacije mekih i krutih materijala.
Dok kreću na noge, noge testiraju okolni teren, a zatim se trenutno prilagode, kroz klipove koji se napuhavaju određenim redoslijedom i određuju hod robota.
Novost dizajna, prema inženjerima, jest činjenica da se noge robota mogu savijati u svim mogućim smjerovima.
"Smijeh"
Prvo umjetničko djelo nastalo je u svemiru u veljači ove godine pomoću 3D pisača na međunarodnoj svemirskoj stanici.
Umjetničko djelo predstavlja ljudski smijeh, a nastalo je u suradnji izraelskog umjetnika Eyala Gevera i kalifornijske tvrtke Made In Space u sklopu projekta pod nazivom #Laugh.
Svemirski entuzijasti pozvani su da sudjeluju u stvaranju djela svemirske umjetnosti putem aplikacije koja bilježi smijeh korisnika i pretvara je u digitalni 3D model nalik zvijezdi.
Više od 100.000 ljudi doprinijelo je svom smijehu projektu koji je započeo u prosincu 2016. Korisnici aplikacije odabrali su najbolju zvijezdu smijeha koja se temeljila na smijehu Naughtije Jane Stanko iz Las Vegasa. Dizajn je potom usmjeren na ISS i 3D ispisan na stroju koji se obično koristi za izradu rezervnih dijelova.
Mikro-kamera
Mikrokamera koja bi se mogla koristiti na minijaturnim dronovima i robotima ili kirurškim endoskopima stvorili su njemački istraživači uz pomoć 3D ispisa.
Kamera pruža vid "orlovo oko" - mogućnost da se daleki predmeti jasno vide, a istodobno su svjesni onoga što se događa u perifernom vidu.
Kako bi napravili uređaj, inženjeri s Instituta za tehničku optiku Sveučilišta u Stuttgartu u Njemačkoj ispisali su nakupine od četiri leće na čip osjetljiv na sliku koristeći tehniku nazvanu femtosekundno lasersko pisanje.
Minijaturne leće u rasponu su od široke do uske i od niske do visoke rezolucije. Ova struktura omogućuje kombiniranje slika u oblik bikova oka s oštrom slikom u središtu, slično kao orlovi.
Četiri leće mogu se spustiti na čak 300 mikrometara za 300 mikrometara (0,012 inča ili 0,03 centimetra sa svake strane), otprilike veličine zrna pijeska. No, istraživači kažu da bi u budućnosti mogli postati još manji kada uređaj postane dostupan.
