В ПЕЧАТЬ!

В ПЕЧАТЬ!
Автор: Александр КРУГЛОВ
09.07.2015
 
ТАНКИ БУДУЩЕГО БУДУТ ПРОИЗВОДИТЬСЯ ПРЯМО НА ПОЛЕ БОЯ
 
В конце июня стало известно, что в России освоили технологию печати имплантатов, которые можно вживлять людям, потерявшим конечности. Искусственные органы распечатывают на 3D-принтере, исходным материалом служит специальный металлический порошок. В настоящее время приступили к клиническим испытаниям новых имплантатов. Сначала их вживили животным, теперь эксперименты проводят на девяти добровольцах. Корреспондент «Совершенно секретно» выяснял, как 3D-печать завоевывает мир и какие перспективы у этой технологии в оборонной сфере.
 
Наибольшее распространение 3D-печать на сегодняшний день получила именно в медицине. В феврале этого года ученые из The Feinstein Institute for Medical Research использовали 3D-принтер MakerBot Replicator 2X для печати человеческого хряща, который должен был заменить поврежденный участок трахеи. Остальные методы лечения пациента оказались неэффективными, поэтому было решено попробовать нестандартное решение.
 
Для синтезирования «заплатки» использовали экспериментальный способ 3D-печати. Для этого разработали специальную платформу, на которую культивировались живые клетки для создания имплантата. Команда ученых модифицировала принтер. В результате был изготовлен каркас из полимолочной кислоты, биополимера, используемого в хирургических имплантатах.
 
Смесь из здоровых клеток хряща и коллагена приняла форму трахеи, которую имплантировали пациенту. Ученые утверждают, что эксперимент прошел удачно, более того, клетки, которые были созданы в процессе печати, продолжают расти в теле человека.
 
КИТАЙЦЫ С ПОМОЩЬЮ ПРИНТЕРОВ СТРОЯТ ДОМА ЗА ОДИН ДЕНЬ
 
Сегодня 3D-печать также используется в медицине для создания костей, включая позвонки, лопатки, тазобедренные кости, части черепа. Наиболее продвинутые клиники уже используют трехмерные модели своих пациентов, чтобы во время операции иметь возможность изготовить подходящий орган. Очевидно, что такая технология просто необходима в военной медицине, но здесь успехи пока локальные.
 
Сообщается, что национальный военно-медицинский центр Walter Reed применяет 3D-печать в протезировании зубов. Однако у специалистов центра недавно появилась идея сканировать каждого солдата перед отправкой в район боевых действий, чтобы впоследствии в случае ранения была возможность распечатать идеально подходящий протез.
 
Последние несколько лет стали переломными в 3D-печати, постоянно создаются новые материалы, появляются самые неожиданные сферы приложения этой технологии. Тысячи ученых и инженеров в лабораториях всего мира работают в данной сфере, и их достижения действительно заслуживают внимания. Одну из самых необычных идей представили китайцы.
 
В промышленном парке в китайской провинции Цзянсу открылась выставка жилых домов, созданных с помощью 3D-принтера. Самое масштабное здание – высотой в пять этажей. Дома создаются с помощью принтера, позволяющего изготавливать объекты высотой 6,4 метра, шириной 9,75 метра и 152,4 метра длиной. В качестве материала для печати используется смесь вторичных строительных отходов, стекла, стали и цемента. Первые подобные объекты созданы в марте 2014 года компанией Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co. С помощью гигантского принтера она изготовила десять одинаковых зданий из бетона.
 
Несмотря на высокую стоимость, компания получила уже сотни заказов на «напечатание» домов. Главное преимущество данного метода строительства в том, что один такой дом делается за сутки. В перспективе это приведет к тому, стройплощадки станут менее шумными, более чистыми и экологичными. Китайские военные параллельно рассматривают эту технологию для строительства фортификационных сооружений.
 
Военные Поднебесной активно осваивают технологии 3D-печати. Например, с помощью трехмерной печати готовят тактические макеты местности. Это расширяет возможности визуализации местности для военного планирования, топографического анализа, действий аварийно-спасательных служб. Сообщается, что 3D-принтер позволяет делать модель быстро и недорого: всего за 8 часов распечатывается топографическая 3D-карта формата А4 с точностью изображения местности до 0,1 миллиметра. При этом изготовление такого макета традиционными методами занимает несколько недель.
 
ШАНХАЙСКАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ КОМПАНИЯ WINSUN DECORATION DESIGN ENGINEERING CO. ПОСТРОИЛА НЕБОЛЬШУЮ ДЕРЕВНЮ В ПОДНЕБЕСНОЙ МЕНЕЕ ЧЕМ ЗА ОДИН ДЕНЬ
Фото: giantfreakinrobot.com
 
МИР В ОЖИДАНИИ ПРОРЫВА ТЕХНОЛОГИИ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ
 
Похоже, мир находится в преддверии еще более существенного прорыва в этой области. Неслучайно компания Autodesk разрабатывает Project Wire, дизайнерский инструмент для создания трехмерных контуров всевозможных форм. Инженеры уверены, что, к примеру, будущие электронные устройства будут печататься, а не собираться. Устройства 3D-технологии следующего поколения позволят сразу встраивать электронику в структуру. И первые примеры этого уже появились. Технологии трехмерной печати неуклонно развиваются и находят все более разнообразное применение.
 
Напомним, что изначально 3D-принтеры были способны создавать только макеты и прототипы. Теперь же вектор смещен в сторону расширения возможностей печати. К примеру, уже проводятся эксперименты по производству функциональных деталей. Результаты совместной работы специалистов компании Amaero Engineering и Monash University привлекли внимание ведущих авиапроизводителей.
 
Австралийские инженеры впервые в мире изготовили реактивный двигатель с помощью технологии объемной печати. Печать деталей реактивной силовой установки выполнялась послойно. Агрегат печатали путем сплавления порошкообразного никеля, титана и алюминия при помощи мощного лазера. Работа по проекту велась по заказу французской аэрокосмической группы компаний Safran, которая предоставила исследователям референтный образец двигателя.
 
Австралийские инженеры произвели две его копии, причем на изготовление первой из них понадобилось 12 месяцев, а на вторую ушло всего три. Разработчики уверены, что использование технологии 3D-печати для изготовления тестовых образцов позволит значительно снизить затраты времени на разработку новых реактивных двигателей. Трехмерная печать позволяет в сжатые сроки изготавливать очень сложные детали, производство которых при помощи литья сопряжено с большими сложностями.
 
АВИАЦИЯ И КОСМОС ПОЛУЧАТ НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ
 
НАСА также провело испытания ракетного двигателя, сделанного с использованием 3D-технологий. В этом двигателе с помощью технологий трехмерной печати были сделаны одни из наиболее важных частей – форсунки, посредством которых подается топливо в камеру сгорания двигателя. Испытания проходили в Glenn Research Center в Кливленде, штате Огайо и закончились успешно. Нужно отметить, что форсунки – это одна из самых важных деталей любого ракетного двигателя и обычно на производство опытных образцов традиционными методами уходило около одного года.
 
Применение 3D-технологий позволяет сократить этот срок до нескольких месяцев, к тому же существенно сэкономить на материалах. При изготовлении инжекторов новым методом металлические порошки спекаются лучом мощного лазера с ювелирной точностью. Такой процесс полностью контролируется компьютером и позволяет избежать ошибок, связанных с «человеческим» фактором. В будущем использование технологии позволит применять материалы, которые невозможны при традиционном литье, что обещает значительно улучшить свойства изделий.
 
После успеха с форсунками НАСА планирует перейти к печати целого ракетного двигателя. Также в перспективе вопрос будущего и испытание новых моделей в космосе. Это произойдет не ранее 2017 года, пока тесты проводятся на Земле. Крупнейшие авиационные компании, такие как американский Boeing и Lockheed Martin (один из основных подрядчиков американского военного ведомства), самым активным образом используют подобные технологии в производстве своих летательных аппаратов.
 
По некоторой информации, эти гиганты уже создали сложные и дорогие промышленные 3D-принтеры и с помощью метода скоростной трехмерной печати производят большую часть деталей своих беспилотных самолетов Polecat. В конце прошлого года британская оборонная компания BAE Systems установила первую напечатанную металлическую часть на реактивный истребитель Panavia Tornado.
 
Недавно компания выпустила анимированный видеоролик, демонстрирующий, к чему, по их мнению, могут привести эти технологии. В ролике представлен самолет, распечатывающий другой самолет внутри себя и затем выпускающий его из-под шасси. Авиастроители говорят, что конечной целью является производство воздушного судна целиком при помощи технологии 3D-печати, с оговоркой: это отдаленная перспектива.
 
АМЕРИКАНСКИЕ ВЛАСТИ ИСПУГАЛИСЬ ПИСТОЛЕТА «ИЗ ПРИНТЕРА»
 
Как рассказал «Совершенно секретно» эксперт Центра анализа стратегий и технологий Сергей Денисенцев, новая технология, несмотря на очевидную перспективность, является довольно сырой: «Эта 3D-печать сегодня действительно позволяет делать отдельные предметы, но требовать от продукции какой-то надежности пока рано. Невозможно сравнивать, например, полноценное оружие, изготовленное на заводе с соблюдением технологического процесса с пистолетом, напечатанным на принтере. Выход на новый уровень ожидается, но эта далекая перспектива. Не уверен, что 3D-печать станет доминирующей технологией в сфере производства и когда-нибудь будет налажено массовое производстве с помощью этих устройств.
 
Конечно, дальнейшее развитие сегодня сложно предсказать, поскольку существует вероятность, что материаловедение совершит значительный рывок и двинет эту технологию далеко вперед. Возможно, появятся пластики, которые не будут уступать по совокупности характеристик оружейному металлу».
 
Тем не менее трехмерная печать наступает, с каждым годом все быстрее находя применение во многих областях. Судя по всему, к 3D-печати уже в ближайшее время будут относиться весьма серьезно. Первый звонок прозвучал два года назад. Поводом стали участившиеся случаи, когда владельцы 3D-принтеров стали распечатывать пистолеты Liberator. Конечно, качество этого оружия вызывает сомнения. Пистолеты пока очень ненадежны и неточны, но на всякий случай городской совет Филадельфии запретил печатать оружие при помощи 3D-принтеров.
 
Управление по контролю за оборонной торговлей Госдепартамента США потребовало разработчика пистолета Liberator удалить из общего доступа цифровую модель этого оружия. Дальше конгресс запретил подобное оружие законодательно. Сенаторы наложили общий запрет на неопределяемое огнестрельное оружие, к которым в первую очередь относятся напечатанные изделия. Это первая попытка государства взять под контроль эту новую и порой обескураживающую технологию.
 
И, возможно, опасения американских властей небезосновательны. Два года назад американская компания Solid Concepts напечатала из металла трехмерную действующую модель армейского пистолета M1911. Оружие, получившее название 1911 DMLS, было сделано методом прямого металлического лазерного спекания из нержавеющей стали марки 17–4PH и инконеля марки 625. Испытания оружия оказались удачными.
 
На фото: 3D-ПРИНТЕР MAKERBOT REPLICATOR 2X
Фото: your3dcenter.com
 
ПЕНТАГОН ТЕСТИРУЕТ 3D-ТЕХНОЛОГИЮ В БОЕВЫХ УСЛОВИЯХ
 
Очевидно, что эта технология не могла пройти незамеченной у военных. Пентагон инициировал несколько военных проектов по использованию технологии 3D-печати для нужд американских ВВС. Армия США уже инвестируют значительные средства в попытки распечатывать военную униформу, синтетическую кожу и даже еду.
 
Во время войны в Афганистане американцы развернули первую мобильную экспериментальную лабораторию 3D-печати. Эта мастерская размещена внутри грузового контейнера и может перевозиться с помощью вертолета. Производители поставили перед собой цель – солдат на самом отдаленном блок-посту должен иметь возможность получить программное обеспечение для запасных частей, настроить конфигурацию принтера и распечатать нужную деталь. Таким образом, не нужно гонять на передовую транспорт и подвергать риску жизни тыловиков. При этом войска были всем обеспечены.
 
К примеру, предполагалось, что они могут быстро напечатать необходимые элементы снаряжения и запчасти – в первую очередь образцы индивидуальной экипировки, необходимые для конкретных миссий, а также запчасти для различных типов вооружения и роботов. Сейчас опыт работы этой лаборатории тщательно анализируется.
 
ВМС США работают над более амбициозным проектом и планируют с помощью 3D-печати создавать дешевых микророботов. Также стало известно, что ВВС США испытывают на авиабазе Шепард 3D-принтер для изготовления макетов беспилотников. 3D-принтер также приобрело и командование сил специальных операций США, однако о целях этой покупки ничего не сообщалось. В центре ECBC армии США 3D-печать уже давно используют для изготовления некоторых деталей детекторов мин.
 
В настоящее время специалисты ECBC готовят к испытаниям 3D-принтер, который за короткое время сможет напечатать тысячи систем разгрузки (рюкзаки и жилеты). Это обмундирование будет индивидуально подогнано к каждому солдату и практически не причинит дискомфорта при движении. Создаваться эти рюкзаки будут с помощью технологий трехмерного сканирования и печати. Кроме того, технологию рассматривают в качестве основного инструмента для создания экзоскелетов.
 
Высокотехнологичная броня солдата будет разрабатываться с учетом физических показателей каждого отдельно взятого бойца, и без 3D-моделирования на подгонку подобного обмундирования может уйти не один год. Американские военные нашли оригинальный выход из ситуации: они обратились к голливудской компании Legacy Effects, занимающейся производством 3D-эффектов, которая создала костюм Железного Человека.
 
Задача киношников заключается в разработке алгоритма для 3D-печати прототипных компонентов будущего высокотехнологического костюма. И это не шутка, голливудская компания будет вести совместную работу с такими военными подрядчиками, как Raytheon, Lockheed Martin и General Dynamics.
 
Директор молодежного научно-технического центра Александр Оликевич рассказал «Совершенно секретно», что 3D-печать уже в ближайшее время перевернет с ног на голову всю оборонную промышленность, а возможно, и всю мировую экономику. Этой технологии чуть больше двадцати лет, но она стремительно развивается.
 
Конечно, основной плюс в том, что с ее помощью можно быстро создавать практически любые трехмерные предметы. Основной минус – сегодня печать проходит достаточно долго. Еще один недостаток: предметы создаются из одного материала, например из пластика или металла. Сейчас американцы создают принтер, который будет производить предметы из разных материалов, а это значит, что в дальнейшем будет получена возможность печатать сложные устройства, вполне вероятно, что даже электронные.
 
Эта одна из главных тенденций машиностроения будущего, возможно, в перспективе все производство будет основано именно на такой технологии. Ее преимущества очевидны: она позволяет производить серийно большое количество одинаковых изделий, а при той же потенциальной стоимости – много разных и только необходимые.
 
Детали, созданные таким способом, уже используются в судостроении, в космической отрасли. Это произведет революцию в военной области – будет резко упрощаться производство военной техники, вплоть до того, что техника будет производиться непосредственно на поле боя. К примеру, специальная машина, снабженная 3D-принтером, подъедет к месту боестолкновения и допечатает новый танк».
 

Авторы:  Александр КРУГЛОВ

Комментарии



Оставить комментарий

Войдите через социальную сеть

или заполните следующие поля

 

Возврат к списку