Постепенно технологии 3D печати входят в нашу жизнь, открывая новые возможности в самых разных областях деятельности. 3D печать позволяет создать трехмерную модель какого-то изделия на компьютере и за считанное время получить полноценный физический объект, соответствующим заданным параметрам. Преимущества использования современных 3D принтеров очевидны: снижение себестоимости изготовления продукции и сокращение сроков ее появления на рынке, моделирование элементов любой формы и сложности, быстрота и высокая точность изготовления, возможность использования разных материалов. В ближайшие годы снижение стоимости 3D принтеров должно открыть новые перспективы для реализации трехмерной печати.
Печать в 3D формате уже получает самое широкое распространение. Можно выделить несколько областей, где начинают активно применяться трехмерные принтеры:
– Быстрое прототипирование и машиностроение
В области промышленного производства для проектирования новой продукции всегда требуется создание моделей – прототипов будущей продукции. Для этих целей применяются такие традиционные способы, как механическая обработка и литье. На изготовление прототипа обычно уходят недели или даже месяцы кропотливой работы. Это весьма дорогостоящий и трудоемкий этап производства.
Трехмерные принтеры позволяют существенно убыстрить весь процесс – можно получать готовые прототипы практически одним нажатием кнопки. В результате, вне зависимости от технических характеристик изделия его можно создать за считанные минуты или часы. Тем самым, экономятся ресурсы и время. Особенно это актуально для машиностроения и многих других областей промышленного производства.
Благодаря использованию трехмерных принтеров сокращается время на конструкторские работы, гораздо более оперативно принимается решение о запуске изделия в серию. Созданный при помощи 3D печати макет помогает обнаружить недочеты в конструкции еще на этапе разработки. Важно, что принтер дает возможность изготовить столько макетов или отдельных деталей, сколько необходимо для проектирования, а не сколько представляется возможным вследствие каких-либо производственных ограничений.
– Мелкосерийное производство
Не меньшую пользу 3D печать может принести и в мелкосерийном производстве, то есть при изготовлении небольших партий изделий или эксклюзивной продукции. В частности, трехмерные принтеры уже применяются в ювелирной промышленности для создания отдельных восковых моделей, по которым впоследствии выполняется отливка готовых изделий, или эксклюзивных экземпляров продукции. Сегодня появилась возможность быстро создавать модели украшений, спроектированных в программе. Только при трехмерной печати вместо воска задействуется специальный материал, по своим характеристикам сопоставимый с воском. Помимо ювелирных изделий, 3D печать может использоваться для изготовления сувениров и игрушек, причем с различной цветностью и текстурой. Также с помощью 3D принтеров можно создавать объемные карты с точными ландшафтными рельефами.
– Медицина
Одна из самых интересных областей применения современных технологий трехмерной печати – это, конечно, медицина. Ведь в этой сфере трехмерная печать может помочь спасти человеческие жизни. Здесь есть несколько вариантов использования принтеров формата 3D. Например, в стоматологии при помощи 3D печати уже можно получать протезы и коронки за более короткое время, чем при использовании традиционной технологии производства. Кроме того, 3D принтеры могут воспроизвести точную копию отдельных частей человеческого тела или всего скелета для эффективного обучения медиков, либо отработки приемов в преддверии сложных операций.
Также технологии 3D печати начинают применяться уже для создания отдельных живых органов с целью замены тех, что оказались повреждены в человеческом организме. В частности, в 2011 году успешной оказалась попытка ученых создать живую человеческую почку. Причем для ее «выращивания» устройству потребовалось три часа. В качестве материала обычно используется биомасса с высоким содержанием стволовых клеток. Сам факт возможности изготовления живых органов обеспечивает огромные возможности для медицины. Еще одна сфера применения 3D принтеров в медицине – это конструирование специальных медицинских инструментов под заказ для каждого пациента в соответствии с его заболеванием и анатомическими особенностями.
– Архитектура
Технологии трехмерной печати позволяют создавать архитектурные макеты зданий, сооружений, отдельных районов города и коттеджных поселков с соответствующей инфраструктурой. Использование 3D принтера дает возможность получить полноцветный макет с высокой детализацией, после чего специалисты могут проанализировать его достоинства и недостатки задолго до начала строительных работ. Как правило, для печати таких масштабных макетов применяют гипсовый композит, что снижает себестоимость изготовления.
Впрочем, область применения трехмерной печати может не ограничиваться лишь созданием архитектурных макетов – уже создана уникальная система трехмерной печати для работы с большими строительными объектами, основанная на принципе работы обычного строительного крана. Предполагается, что с помощью подобной системы в будущем можно будет строить или «печатать» дома или целые поселки за считанные часы.
– Образование
Применение трехмерной печати в сфере образования дает возможность легко и быстро получать разнообразные наглядные пособия для учащихся, которые могут распространяться в средних и высших учебных заведениях. Оснащение 3D принтерами учебных заведений может поспособствовать увеличению отдачи от образовательного процесса и быстрому усвоению материала учениками. Благодаря трехмерной печати студенты могут работать с реальными физическими моделями, всячески манипулируя ими. Практически любые макеты или наглядные пособия можно нарисовать на компьютере в программе, после чего воплотить их в жизнь.
– Дизайн и производство одежды
3D печать находит свое применение в сфере высокой моды и дизайна. С помощью трехмерных принтеров дизайнеры могут быстро разрабатывать модели или эксклюзивные изделия. Некоторые модельеры уже освоили это направление и представляют свои коллекции одежды, отпечатанной на 3D принтере. Например, на парижской Неделе высокой моды модельер Айрис Ван Херпен уже представил такую уникальную коллекцию под названием «Напряжение». Впрочем, одежду, отпечатанную на принтере, пока можно увидеть только на модных вечеринках и показах. Однако можно сказать, что внедрение этой технологии в массовое производство не за горами.
Вероятно, что в будущем можно будет напечатать себе новые штаны или модный вечерний наряд, не выходя из дома. Технологии трехмерной печати используются не только при создании дизайна вещей, изготовлении одежды или обуви. Трехмерные принтеры позволяют создавать тестовые варианты упаковки продукции, в частности, парфюмерных флаконов или бутылочек самой интересной формы. В данном случае преимущества использования 3D печати на лицо: клиент может подержать готовую упаковку в своих руках, оценить ее дизайн со всеми элементами, включая фирменные знаки и этикетки, пощупать фактуру.
Итак, 3D печать не перестает будоражить умы людей, открывая перед собой все новые горизонты. Правда, относительно перспектив трехмерной печати и ее влияния на жизнь человека существует два противоположных мнения. Оптимисты полагают, что с обеспечением доступности 3D принтеров человечество ждет настоящий технологический прорыв. Любые вещи можно будет изготовить либо собственными усилиями, либо по индивидуальным заказам, не прибегая к помощи крупных корпораций. 3D принтеры придут в каждый дом и станут таким же неотъемлемым атрибутом повседневной жизни человека, как телевизор или стиральная машина.
Для изготовления широкого спектра продукции понадобится только сам принтер и различные материалы к нему. Решится проблема поиска или злоупотребления дешевой рабочей силой на производстве. Развитие технологии 3D печати приведет к закрытию многих промышленных предприятий, что обеспечит сокращение выбросов вредных газов в атмосферу.
Кроме того, от трехмерной печати ждут настоящего прорыва в медицине, где 3D принтеры уже в ближайшей перспективе должны будут обеспечить создание любого человеческого органа. Благодаря этому пациентам медицинских учреждений больше не придется в течение многих лет стоять в очереди в ожидании необходимой им трансплантации.
Пессимисты же считают, что из-за трехмерной печати и возможности каждого человека распечатать необходимую ему вещь в домашних условиях мировая экономика окажется в жесточайшем кризисе. Сокращение промышленного производства может привести к тотальной безработице. Простаивающие промышленные предприятия будут приносить огромные убытки, как своим владельцам, так и государству. Технология трехмерной печати может создать огромную проблему и с защитой авторских прав. Ведь каждый человек сможет напечатать любое понравившееся ему изделие, не выплачивая никакой финансовой компенсации его автору.
Наконец, 3D печать может быть использована человеком не только на пользу, но и во вред себе. Например, для создания оружия. Такие прецеденты уже есть – не так давно появился первый в мире пистолет, отпечатанный на 3D принтере. Это пластиковая модель огнестрельного оружия, которая отнюдь не является игрушкой, ведь она действительно может стрелять. Таким образом, существует угроза того, что при наличии 3D принтера любой человек в будущем сможет наладить производство оружия у себя дома.
Только время покажет, какое из этих мнений окажется наиболее близким к реальности. Как бы то ни было, уже сейчас можно констатировать, что трехмерная печать становится все ближе к домашнему пользователю. С ее помощью можно будет реализовать свой творческий потенциал, создавая самые разнообразные изделия и макеты, не выходя из собственного дома.
