Трехмерная печать все прочнее входит в жизнь человечества, сегодня эта инновационная технология активно используется не только в мире научных разработок, но и «семимильными шагами» врывается в различные сферы деятельности. Вы можете приобрести 3D-принтер даже себе домой, он уже давно находится в свободной продаже. Однако для подобных устройств нужны «расходники» - сырье, из которого печатаются различные предметы, сравнительно недавно для замены полимерных компонентов была разработана натуральная основа, о которой и пойдет речь в настоящей статье.
С чего все начиналось?
В 1986 году американским ученым-инженером Чаком Халлом была изобретена установка для стерео литографии, которую признают праотцом современного 3D-Printerа. А в 1988г. разработчик Скотт Крамп внедрил метод трехмерного моделирования. Спустя 8 лет компания «3D Systems» выпустила первый в истории прототип (Actua 2100), выполняющий конструирование объемных предметов.
Да, он требовал серьезных доработок, и поэтому были потрачены десятилетия на его усовершенствование. Ученые вложили немало сил, чтобы модернизированные модели выдавали высокое качество печати, с 2008 г. значительно расширилась и сырьевая платформа. Стандартно используемый ранее АБС-пластик стал замещаться другими материалами, причем, иногда довольно неожиданными, например, шоколадом, биокомпозитами, песчаником и даже коноплей.
Передовые проекты формата 3D
3D-конструирование на сегодняшний день находит свое применение во многих областях, некоторые из которых, скажем прямо, удивляют и поражают воображение неискушенного обывателя.
1. Трансплантология человеческих органов и протезирование.
Это направление энергично развивается с 2013г., так как потребность в биоимплантантах – аналогах органов человека, способных спасти массу жизней или как минимум их облегчить, только растет. К сожалению, насущной проблемой здесь остается небольшой срок службы аналогового органа, поэтому исследователям есть еще над чем работать.
2. Производство технических аксессуаров и комплектующих.
На основе эластичного, не склонного к деформации материала «NinjaFlex» и системы 3D-инженирования в Ангии на заводе «Fenner Drives» налажен выпуск полимерных комплектующих разного рода техники и электроники: кнопок, чехлов и др.
3. Изготовление одежды.
Многие дизайнеры так же вдохновились идеей создания одежды и элементов ее декора с помощью 3D-моделирования после успешного проекта бренда «Victoria’s Secret». В 2013 году широкой публике он представил костюм снежной королевы, основные элементы которого были выполнены по инновационной технологии. Художники-конструкторы подчеркивают исключительность этого способа, позволяющего 3D-сканированем подогнать, например платье, под индивидуальные очертания фигуры.
4. Строительство зданий.
В Объединенных Арабских Эмиратах стартовал проект по созданию одноэтажного офисного центра общей площадью порядка 180 м.кв. с помощью шестиметрового 3D-принтера. Эта технология по мнению специалистов на 75% сократит временные затраты и в 2 раза – трудовые. Кстати, внутреннее интерьерное наполнение так же планируется изготавливать по вышеупомянутой схеме.
А Европейское Космическое Агентство (« European Space Agency») предложило строить на Луне базу, возводя здания методом 3D-конструирования. По их расчетам на «строительство» 1 комплекса потребуется в среднем 7 дней.
5. Авто моделирование.
Первый напечатанный автомобиль был выпущен в 2010 г., а в 2013г. на его основе концерном «Korecologic» была выпущена новая усовершенствованная модель «Urbee 2». И эта уникальная в своем роде машина вполне может ехать. Ее максимальная скорость составляет 112 км/час.
6. Изготовление оружия.
Холдингом «Defense Distributed» в Соединенных Штатах Америки в 2013г. был выпущен первый напечатанный пистолет с громким названием «Освободитель» («Liberator»), всего одна деталь которого из всех шестнадцати выполнена из металла.
Конопля как сырье для 3D-печати
Возможности использования инновационного способа 3D-печатания, как показывает время, практически безграничны. С каждым годом в этой области появляется новые сырьевые источники, которые не только расширяют грани допустимого, но и позволяют совершенствовать уже имеющиеся наработки. Одним из недавно появившихся биоресурсов является каннабис. Что же изменилось с его появлением в 3D-индустрии?
3D-технологии в помощь канна-фермерам
В Словении разработали 3D-Printer, способный произвести революцию в традиционном растениеводстве. Он «печатает» специально подготовленной смесью грунта и семян, распределяя последние в рамках строго заданных параметров. Это новшество позволит значительно упростить процесс селекции новых сортов марихуаны.
Кроме того, в США при содействии компании «3Dponics», лидера в гидропонной сельскохозяйственной индустрии, изготовлена 3D-печатная установка, позволяющая создавать уникальные горшки для выращивания конопли. Эти горшочки, состоящие из трех элементов – собственно самой кадки, подставки и крышки, представляют собой искусственную беспочвенную среду, обогащенную необходимыми минералами. Так что потребителю (садоводу-любителю или фермеру) остается только обеспечивать регулярный полив растения.
«Чудо техники» в медицине
Уже сейчас лечебная марихуана легализована во многих странах Земного шара, ее прописывают при лечении целого ряда заболеваний, и для фармацевтов остро стоит вопрос правильного дозирования препаратов.
Двое разработчиков из Америки, Эшли Герр и Пейдж Колен, решили эту задачу, основываясь на достижениях 3D-индустрии. Конопляное масло, ставшее главным ингредиентом, они высушивают и смешивают с водорастворимым биополимером и другими инертными фармакологическими веществами. Затем полученную массу продавливают через формирующий инструмент, превращая в съедобные волокна. Это позволяет добиться необходимого и точного соотношения активных веществ каннабиса – каннабиноидов и терпеноидов. А так же разрешить-таки вопрос их дозировки.
Свое изобретение Эшли Герр и Пейдж Колен запатентовали под названием «Potent Rope», что дословно переводится как «мощная, сильнодействующая или эффективная веревка». Говорящее название, как ни крути!
«Potent Rope» не может быть причислен к пищевым продуктам, как например, конопляные печенья, конфеты, мармелад и прочее, так как в своем составе имеет фармакологический полимер. Это однозначно – лекарство, а значит, оно свободно может продаваться на всей территории Соединенных Штатов, в то время как во многих из них обычное употребление продуктов из канопли запрещено законом. Тем не менее, спортсмены опасаются его принимать, так как обнаруженная марихуана в крови может повлечь за собой дисквалификацию.
Биофиламент из конопли
В роли основного сырья для FDM-печати, моделирования способом послойного наплавления, выступает термопластичный экологичный биоресурс - полилактид. Однако, разработчики бруклинской дизайн-студии «Лаборатория материй» («MatterLab») заявили о создании новых натуральных и биоразлагаемых источников. Это – композитные биофиламенты (нитевидные образования) из марихуаны и ореха тагуа, способные побороться за «пальму первенства» с воцарившимся лидером. Согласно предоставленным данным этот материал лишь на 20% будет состоять из традиционного полилактида, остальные 80% - это производные технического канабиса и плодов пальм тагуа.
Параллельно с американскими инженерами, об аналогичном ноу-хау возвестила миру и итальянская компания «Kanèsis». Руководители «Kanèsis», Джованни Милаццо и Антонио Карузо, уже запатентовали состав стопроцентно разлагаемого биосырья для 3D-моделирования, фундаментальным компонентом которого стала техническая конопля. Разработке дали имя – «HempBioPlastic».
Джованни Милаццо и Антонио Карузо отмечают особую термопластичность волокон растения, схожую с пропиленом. Но в отличие от последнего, биокомпозитный каннабис на 20% легче и на 30% прочнее, а так же экологичнее и дешевле своего собрата. Уже заключены контракты, по которым из «HempBioPlasticа» будут изготавливать бутылки, одноразовую посуду и другую продукцию.
3D-печать:
Волна легализации лечебной конопли всколыхнула не только сырьевой сегмент рынка, но и заставила многих предпринимателей и исследователей озадачиться изобретением новинок в сфере непосредственного употребления самого продукта.
Дизайнерские курительные трубки
Братья из США Эл и Сол Джейкобс основали фирму «Printabowl» и наладили производство эксклюзивных дизайнерских трубок для курения каннабиса, которые создают на собственном, когда-то домашнем, 3D-Printerе. Любая модель представляет собой скорее произведение искусства, они менее всего похожи на классические курительные девайсы – собственно традиционные трубки, бонги или пайпы.
Разработкой каждого модельного ряда братья занимаются самостоятельно. После работы по проектированию, на 3D-принтере печатаются непосредственно заготовки, в которые заливается керамика. Затвердевшее изделие запекается, после остывания шлифуется и снова запекается. На выходе получается прочное, глянцевое и аутентичное керамоизделие для курения.
Медицинский ингалятор марихуаны
Израильский холдинг «Syge Medical Ltd» выпустил два образца медицинского компактного ингалятора на платформе 3D-технологий. Разработка этих аппаратов велась в течение долгих четырех лет, и все же инженерам и врачам удалось добиться необходимого соотношения требуемых параметров, таких как надежность, точность, термоустойчивость и биосовместимость компонентов.
Ингаляторы позволяют употреблять лечебный препарат на основе целебной конопли, правильно рассчитывая дозировку вдыхания. Что дает возможность пациентам избегать побочного дурманящего эффекта и не думать о том, сколько держится канопля в крови и моче, и как это отразится на здоровье впоследствии.
Заключение
В современных реалиях трудно принять однозначное решение в спорном вопросе отношения к марихуане. Безусловно, рекреационное ее употребление вызывает негативные эмоции и опаску у большинства населения планеты. Но осознание ее практической неоспоримой пользы и в промышленности и в лечении многих заболеваний, не дает права отрицать ее непомерные заслуги и нашу в ней потребность.
Скорее общество должно руководствоваться не «подмоченной» в свое время репутацией, а основами ее целесообразности и благотворности для цивилизации в целом. Ученые и инженеры продолжают свои изыскания в заданном направлении, а человечеству еще только предстоит с благодарностью оценить их труды.
Жалоба