CC BY
27
Искушение третьего
измерения
(или «Во власти 3D»)
А.Р. Арутюнян,
студентка 5 к. ИТД (ФИТиМ)
Современный мир. Стремительный. Быстротечный. Он поражает воображение с каждым днем все больше: то уникальными артефактами и археологическими находками, то высокими технологиями, то великими открытиями. Но несмотря ни на что, мир стремится стать ярче, интересней, динамичнее, объемнее. Именно объему сегодня уделяют особое внимание: машина - с наибольшим объемом двигателя, прическа - обязательно объемная, фильмы - только в 3D, компьютерные игры и те не обошлись без мира трехмерного, без виртуальной реальности. Что и говорить, даже женская красота, порой, становится чересчур объемной, повинуясь общей тенденции.
Неудивительно, что это течение не обошло стороной и печатное искусство. Оно сошло со страниц газет, журналов, книг и уверенно шагнуло в мир объема.
Начало этому положил в середине 80-х Чарльз Халл (Charles Hull), усмотревший идею трехмерной печати в свойстве фотополимеров застывать под воздействием UV-лучей. Запатентовав свое изобретение как стереолитографию, он основал коммерческую компанию 3D Systems и в 1987 г. представил первый в мире 3D-принтер. Принцип действия прост: в контейнер с жидким полимером погружается плоская полочка таким образом, чтобы она едва выглядывала из полимера. Под действием управляемого UV-излучения происходит затвердевание полимера толщиной в несколько сотых миллиметра. Затем полочка опускается вниз, погружается в жидкость и все повторяется вновь. Таким образом, слой за слоем лазер печатающей головки «рисует» объемную фигуру. Подобный метод 3D-печати получил название селективного лазерного спекания (Selective Laser Sistering - SLS) и лег в основу большинства систем быстрого прототипирования.
Сегодня в качестве сырья, наряду с полимерами, используют порошки различных металлов и пластика, тонкие пленки в рулонах, бумагу, гипс, силикон и т. д. А такие open-source проекты, как Fab@Home и MarketBot предлагают наборы для сборки принтера, который, в отличие от более «серьезных» собратьев, не гнушается печати цементом, нержавеющей сталью, тестом и даже сыром.
Уверенными шагами технология трехмерного моделирования и 3D-печати проникла без нашего ведома в каждый дом. Брелки, силиконовые кейсы для мобильных устройств, коронки, ортопедические протезы, масштабные модели автомобилей и архитектуры, бижутерия, сувениры... Новая технология позволяет очень быстро воплотить в жизнь любую задумку и, чаще всего, уменьшить денежные затраты на 20-40%, и значительно сократить время производства.
Область применения стереолитографии ограничена лишь фантазией инженеров. Так, самый внушительный по размерам аппа-ôàè nî âôài â Ècàëèè, ïëî ù ààïi|D 6x6 м, с шагом печатающей головки 5 мм. Этот робот-зодчий умудряется на ходу возводит стены из бетона и глины.
Дизайнер Скотт Саммит и хирург-ортопед Кеннет Траунер из фирмы Bespoke разработали технологию особого протезирования, которая позволила создавать протезы по индивидуальным параметрам пациента с использованием технологии 3D-моделирования.
А европейский аэрокосмический и оборонный концерн (EADS) пошел дальше и представил Airbike - готовый к использованию нейлоновый детский велосипед, напечатанный с использованием процесса аддитивного послойного изготовления (процесс, объединяющий 3D-печать с лазерной технологией). Прототип ни в чем не уступал велосипедам, созданным традиционным способом. Airbike не нуждается в сборке и сразу после печати готов к использованию.
Многие компании прибегают к помощи технологии аддитивной печати. Основанная Янне Киттаненом более 10 лет назад в Амстердаме студия Freedom Of Creation (FOC) использовала быстрое прототипирование для воплощения самых необычных идей. Оригинальность работы студии в том, что она размещает у себя на сайте задание на проектирование, а уже решение его может предложить любой дизайнер, после чего с ним заключается контракт и его идея идет в разработку.
Другая дизайн-студия Nervous System предлагает любому желающему у себя на сайте заказать эксклюзивное украшение. Можно выбрать или готовое решение, или подогнать под свой вкус один из прототипов, который затем будет для вас напечатан на 3D-принтере в единственном экземпляре. Останется только подождать, пока вам его доставят по почте.
Стоит также отметить, что теперь и создание текстиля под силу подобным принтерам. Руку к этому приложила уже известная нам фирма FOC с Янне Киттаненом во главе. Уникальность полученной ткани в том, что повторить рисунок плетения невозможно никаким другим способом, кроме аддитивного.
Даже такая именитая компания, как Porsche не осталась в стороне от новой технологии и напечатала полнофункциональную прозрачную пластиковую модель трансмиссии Porsche 911 GTI для изучения тока масла в работающем механизме.
Если же говорить о достоинствах стереолитографии в проектировании сложных инженерных систем, то нельзя не отметить, что 3D-печать позволяет создавать подвижные механизмы, не требующие сборки, а значит, и не требующие сложных соединений и хитроумных крепежных элементов. Из прототипа следует удалить остатки незапечатанного материала из технологических пустот и между составными частями механизма, сразу после этого он будет готов к использованию.
Не так давно на конференции TED (Technology Entertainment and Design) была продемонстрирована работа трехмерного принтера человеческих органов. Пока в течение трех часов Энтони Атала из Института регенеративной медицины Университета Уэйк-Форест объяснял собравшимся принцип действия этого 3D-принтера, аппарат «печатал»... человеческую почку. Как заявляют, новое устройство способно не только создавать отдельные органы или ткани для трансплантации, но и заживлять раны непосредственно на пациенте. Для этого сканируется поврежденная область, а «принтер» заполняет ее необходимыми типами тканей. Фантастика, скажете? А вот и нет. Реальность.
Неизвестно, ожидал ли кто-то из тех, кто стоял у истоков 3D-проектирования, что их детище пойдет так далеко в своем развитии и настолько выйдет за рамки быстрого прототипирования, цель которого - ускорить процесс доработки механизма. Но одно несомненно -технологии трехмерной печати, дополненные многомерными сканерами, внесут свои коррективы в нашу жизнь. Ограничатся ли инженеры «Нанофаксом» из романа Уильяма Гибсона «Все вечеринки завтрашнего дня» или сделают возможным репликацию человека, подобно сценаристам фантастического «Пятого элемента»? Одно ясно - будущее третьего измерения не за горами, ведь уже сейчас ученые всерьез взялись за создание не чего-нибудь, а человеческого сердца.
Библиографический список
1. http://midgart.ru/technologies.html
2. http://www.3dsystems.com
3. http://www.fabathome.org
4. http://www.makerbot.com/
5. http://www.3dnews.ru/peripheral/3d-print, «eD-принте-ры», Константин Афанасьев, 02 мая 2004 г.
6. http://www.ng.ru/science/2011-03-23/9_3d.html, «Искушение третьим измерением», Андрей Морозов , 23 марта 2011 г.
7. http://ko.com.ua /napechatajte_mne_velosiped_55381, «Напечатайте мне велосипед!», Алексей Малышенко , 22 марта 2011 г.
8. http://theoryandpractice.ru/posts/1754-napechatat-gorod-kak-3d-tekhnologii-privedut-k-kulturnoy-revolyutsii, «Напечатать город: как 3D-технологии приведут к культурной революции», Эдуард Хэйман (Eduard Haiman), 14 апреля 2011.
9. Журнал «ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА» или http:// www.popmech.ru/article/11734-fablab-v-rossii/, «"ФАБЛАБ" В РОССИИ: РЕПЛИКАТОР», Ася Парфенова, Октябрь 2012.
