Лайфхакер
Лайфхакер
Лучшее
Новости
Жизнь
Рецепты
Здоровье
Кино
Технологии
Покупки
Лучшее
Новости
Жизнь
Рецепты
Здоровье
Кино
Технологии
Покупки
Нарисуйте с нами книгу
Добрые новости
Стыдные вопросы
Есть мнение
Норм или стрём
Личный опыт
Объясняем за минуту
Сервисы
Технологии
13 июня 2023

От маленькой чашечки до многоэтажных домов: как менялась технология 3D-печати

3D-принтеры появились менее 40 лет назад, но уже значительно повлияли на разные сферы жизни. Рассказываем, как развивались возможности объёмной печати и на что она способна сегодня.
Фото автора Лиля Леднёва
Лиля Леднёва

От маленькой чашечки до многоэтажных домов: как менялась технология 3D-печати

Начало 1980‑х: первые эксперименты

Первым технологию объёмной печати предложил японец Хидео Кодама в 1981 году. Правда, называлась она тогда не 3D‑принтингом, а быстрым прототипированием. Кодама придумал устройство, которое работало по методу стереолитографии (SLA): лазер облучал фотополимерную смолу, послойно выкладывая запрограммированный объект. Он, однако, только описал идею, а вот привести доказательства, необходимые для получения патента, не смог.

Примерно в это же время работу над устройством для быстрого прототипирования независимо друг от друга начали американский инженер Чарльз Халл и французские инженеры Жан‑Клод Андрэ, Ален ле Мехо и Оливье де Витт. Успех был достигнут в обоих случаях. В 1984 году исследователи подали заявки на патент. Французы были впереди на три недели, но это им не помогло — их предложение посчитали неперспективным, поэтому вкладываться в развитие технологии не стали. А вот Халла ждал успех, поэтому именно он считается изобретателем 3D‑принтинга.

Первая напечатанная Халлом вещь — маленькая чашечка. Инженеру она напомнила инструмент для закапывания глазных капель, его жене — чашу для причастия.

В 1986 году Халл вместе с партнёрами создал компанию 3D Systems Corporation. А годом позже там выпустили первый серийный 3D‑принтер — SLA‑1. Изобретение поначалу особо привлекло автомобильные компании: с помощью прибора они печатали прототипы небольших деталей, например дверных ручек.

Середина 1980‑х и 1990‑е: появление других методов 3D‑печати

В конце XX века появилось ещё несколько технологий 3D‑печати. Первая — селективное лазерное спекание (SLS). Здесь в качестве «чернил» используются не смолы, а сыпучие вещества. Автор технологии Карл Декард разработал её, будучи студентом магистратуры в Университете Техас. Создавать прибор ему помогал профессор Джозеф Бимен. Первый объект, напечатанный SLS 3D‑принтером, — куб. В 1988‑м Декард запатентовал изобретение и основал компанию Desk Top Manufacturing.

Годом позже появился метод послойного наплавления (FDM). «Чернила» в этом случае — термопластичные полимеры в форме нити. Их накручивают на катушку и помещают внутрь прибора. Затем полимеры нагреваются и выливаются, принимая запрограммированную форму. Автор такой 3D‑печати — инженер Скотт Крамп. На идею его натолкнул жизненный опыт. Крамп работал в компании, которая планировала выпустить устройство для разгрузки печатных плат. Но всё шло не по плану. Создание прототипов заняло много времени, в итоге компания упустила свой шанс зайти на рынок. Тогда инженер решил найти способ ускорить подобные процессы. Начал с экспериментов на кухне: вооружившись клеевым пистолетом и полутвёрдыми пластиковыми гелями, смастерил игрушечную лягушку для своей дочери. В 1989 году он создал несколько моделей устройства, получил патент и открыл компанию по производству FDM 3D‑принтеров Stratasys.

Первый FDM‑принтер появился в 1991 году. Сейчас это самая распространённая технология 3D‑печати.

Следующий метод — прямое лазерное выращивание (LMD). Его придумали исследователи Национальных лабораторий Сандия (США) в 1990‑х. В качестве печатного материала здесь используют металл в форме порошка или проволочной нити. Применяют LMD в промышленности — например, для создания деталей. В том числе достаточно масштабных. Например, самый большой в России 3D‑принтер с такой технологией способен изготавливать изделия с параметрами 2,2 метра в диаметре и один метр в высоту. Установка называется «ИЛИСТ‑2XL», а создали её в Росатоме.

Конец 1990‑х и 2000‑е: рождение биопринтинга

От маленькой чашечки до многоэтажных домов: как менялась технология 3D-печати
Иллюстрация: Scharfsinn / Shutterstock

Перспективы 3D‑печати в медицине заметили практически сразу же после появления технологии. Первый эксперимент в этой области провели в 1999 году исследователи из Бостонской детской больницы при Гарвардской медицинской школе. С помощью принтера они создали каркас мочевого пузыря из коллагена и полимеров. А затем вручную поместили на него донорские клетки пациентов.

Настоящий же биопринтинг появился в 2003 году. Автор технологии — американский биоинженер Томас Боланд. Он заменил «чернила» на жидкость с реальными живыми клетками, а в качестве базы для их размещения использовал специальный субстрат. В итоге сумел напечатать клетки бактерий и млекопитающих. Патент на технологию он получил в 2006 году.

В этом же направлении в нулевых работала группа учёных под руководством профессора Габора Форгача. Их технология биопринтинга NovoGen первой получила коммерческий успех: для её распространения в 2007‑м в Сан‑Диего была открыта компания Organova. Через два года там выпустили один из первых коммерческих 3D‑биопринтеров — Novogen MMX.

Середина 2000‑х: создание бюджетных 3D‑принтеров

Долгое время 3D‑принтеры были массивными и дорогостоящими. Поэтому приобрести такое устройство для дома казалось невозможным. Изменить ситуацию решил британский лектор Эдриан Бауэр. В вузе, в котором он работал, был установлен 3D‑принтер за 40 000 фунтов — один из самых дешёвых по ценам того времени. Но Бауэр мечтал сделать его ещё более бюджетным. В 2005 году он пришёл к идее RepRap — компактного 3D‑принтера, который умел бы создавать большую часть своих запчастей. Имея одну такую машину, можно было бы произвести ещё множество подобных.

В том же 2005‑м Бауэр получил деньги на реализацию своей идеи и рассказал о ней в Сети. RepRap — проект с открытым программированием: любой человек в интернете мог его дорабатывать и модифицировать как угодно. Концепция быстро стала популярной. В 2008‑м была выпущена первая модель RepRap — Darwin. Он выглядел как каркас с проводами и крепежами. Был не особо симпатичным, но вполне работоспособным: умел печатать и часть своих деталей и другие предметы, например автомобильный держатель для телефона.

RepRap не единственный подобный проект. В 2006 году студенты Корнелльского университета представили 3D‑принтер с открытым программированием— Fab@Home. Среди первых вещей, которые создали с его помощью, были силиконовый ремешок для часов и маленький пропеллер.

Начало 2010‑х: разработка 3D‑протезов

В 2013 году художник‑кукольник Айван Оуэн создал первый напечатанный на 3D‑принтере протез руки. Экспериментировать с технологией он начал не просто из интереса. К Оуэну обратилась женщина, сын которой родился без пальцев на правой руке. К тому моменту мальчику было уже пять лет. Сначала художник смотрел в сторону привычных для себя материалов вроде металла и даже создал из них первый прототип. Но вскоре понял, что ребёнок быстро растёт, а переделывать руку каждый год — слишком трудозатратно. Тогда Оуэн начал изучать 3D‑печать, запросил у одной из технических компаний пару принтеров для благой цели и начал моделировать руку на компьютере. Всё сложилось удачно — рука вышла прочной и подвижной.

Оуэн не стал лицензировать изобретение. Вместо этого он выложил проект в открытый доступ, чтобы протез для себя могли сделать и другие люди.

Конец 2010‑х: возведение напечатанных домов

От маленькой чашечки до многоэтажных домов: как менялась технология 3D-печати
Иллюстрация: CobraCZ / Shutterstock

Идея, что крупный 3D‑принтер позволит строить дома быстрее и менее трудозатратно, чем классические инструменты, обсуждалась ещё в конце XX века. В нулевых начали разрабатывать подходящие машины и технологии, а в 2010‑х уже появились первые напечатанные дома. Например, в 2015‑м китайская компания WinSun построила с помощью принтера шестиэтажку. В 2016‑м в Дубае появился офис необычной формы: возможность легко создавать нестандартные конструкции — одно из преимуществ 3D‑печати в строительстве.

В 2017 году первые жилые дома, возведённые по этой технологии, появились в России — в Ступино и Ярославле. А в 2022 году исследователи университета Мэна за 12 часов создали первый дом, напечатанный целиком из биоматериалов — древесных волокон и смол. Большой выбор строительных «чернил» — ещё один плюс 3D‑печати. Для этих целей используют, к примеру, бетон, песок, вулканический пепел и шелуху риса.

Что сейчас?

Сегодня 3D‑печать активно используется в разных областях. С её помощью создают одежду, исследовательские приборы, импланты и даже еду. Возможности технологии активно изучаются, и у неё есть много перспектив. Так, учёные предполагают, что в будущем принтер сможет печатать прямо внутри человека, максимально быстро заменяя повреждённый участок кости или хряща. Примеры крошечных девайсов применения in‑vivo есть уже сейчас. К таким относится эндоскопический роботизированный принтер F3DB, созданный инженерами из Сиднея. А если исследователи найдут способ программировать 3D‑органы так, чтобы они беспроблемно встраивались в нервную и кровеносную систему, получится значительно сократить очередь на донорскую помощь.

Обложка: MarinaGrigorivna / Shutterstock
Если нашли ошибку, выделите текст и нажмите Ctrl + Enter
Комментарии

Станьте первым, кто оставит комментарий

Что вы могли пропустить
Что лучше — Honor 600 или Honor 600 Pro
Что лучше — Honor 600 или Honor 600 Pro
0
Вчера
Устройства
Устройства
В аккаунт Google теперь можно входить с помощью видеоселфи
В аккаунт Google теперь можно входить с помощью видеоселфи
0
Вчера
Новости
Технологии
Apple выпустит 11 новых компьютеров Mac за 2 года на фоне бума ИИ
Apple выпустит 11 новых компьютеров Mac за 2 года на фоне бума ИИ
0
Вчера
Новости
Устройства
«Госуслуги» могут превратиться в соцсеть с чатами, лентой новостей и достижениями
«Госуслуги» могут превратиться в соцсеть с чатами, лентой новостей и достижениями
0
Вчера
Веб-сервисы
Новости
Вышедшие из-под контроля боты OpenAI «сбежали» из лаборатории и взломали систему конкурента
Вышедшие из-под контроля боты OpenAI «сбежали» из лаборатории и взломали систему конкурента
0
22 июля
Новости
Технологии
Samsung показала часы Galaxy Watch 9 и Galaxy Watch Ultra 2 с увеличенными батареями
Samsung показала часы Galaxy Watch 9 и Galaxy Watch Ultra 2 с увеличенными батареями
0
22 июля
Новости
Устройства
Меньше складок: Samsung представила раскладушки Galaxy Z Flip 8, Galaxy Z Fold 8 и Galaxy Z Fold 8 Ultra
Меньше складок: Samsung представила раскладушки Galaxy Z Flip 8, Galaxy Z Fold 8 и Galaxy Z Fold 8 Ultra
0
22 июля
Новости
Устройства
Xiaomi выпустила гигантский увлажнитель на колёсиках с функцией фильтрации воздуха
Xiaomi выпустила гигантский увлажнитель на колёсиках с функцией фильтрации воздуха
0
22 июля
Новости
Устройства
Представлен минималистичный телефон-раскладушка Light Flip без сенсорного экрана и ИИ
Представлен минималистичный телефон-раскладушка Light Flip без сенсорного экрана и ИИ
0
22 июля
Новости
Устройства
Apple позволит брать iPhone и другие устройства в аренду, а затем менять их на новые
Apple позволит брать iPhone и другие устройства в аренду, а затем менять их на новые
0
22 июля
Новости
Технологии
Ваши переписки из DeepSeek могли попасть в открытый доступ — вот как их защитить
Ваши переписки из DeepSeek могли попасть в открытый доступ — вот как их защитить
0
22 июля
Веб-сервисы
Новости
Как настроить OLED-телевизор или монитор, чтобы не выгорали пиксели
Как настроить OLED-телевизор или монитор, чтобы не выгорали пиксели
0
22 июля
Технологии
Технологии
Garmin выпустила фитнес‑браслет в стиле Whoop, но без обязательной подписки
Garmin выпустила фитнес‑браслет в стиле Whoop, но без обязательной подписки
0
21 июля
Новости
Устройства
Apple тестирует самый большой дисплей в истории iPhone к 20-летию линейки
Apple тестирует самый большой дисплей в истории iPhone к 20-летию линейки
0
21 июля
Новости
Устройства
Как скачать «ВКон­такте» и другие при­ло­жения VK на Android без Google Play
Как скачать «ВКон­такте» и другие при­ло­жения VK на Android без Google Play
0
21 июля
Android
Android

Новые комментарии

Аватар автора комментария
Виктория Сатушева4 часа назад

0 / 0

Статья просто мусор
15 лучших сайтов для любителей документального кино
Аватар автора комментария
flipclock5 часов назад

0 / 0

Great list! These internet abbreviations are incredibly useful for anyone who wants to communicate more naturally on social media. If you're looking to make your posts, bios, or messages stand out even more, try using stylish text from Stylish Font. It’s a quick and fun way to add personality to your online content.
Английский для интернета: 20 аббревиатур, без которых не обойтись в соцсетях
Аватар автора комментария
Olga Stoyan8 часов назад

0 / 0

Давно так делаю - проговариваю, например, "утюг выключила".😁 А запоминается всё лучше на ярких асмоуиациях, это не секрет, да.
Знаете ли вы, почему мы иногда забываем, зачем зашли в комнату?
Аватар автора комментария
Симка8 часов назад

0 / 0

Привет я Конор и сегодня мы проверим этот лайфхак 🤣🤣🤣🤣 ска доверяю только ему пока не проверит не попробую, прости господи 🤣
Как делать глубокий минет
Лайфхакер
Информация
О проектеРубрикиРекламаРедакцияВакансииО компании
Подписка
TelegramВКонтактеTwitter (X)PinterestYouTubeИнициалRSS
Правила
Пользовательское соглашениеПолитика обработки персональных данныхПравила применения рекомендательных технологийПравила сообществаСогласие на обработку персональных данныхСогласие для рекламных рассылокСогласие для информационной программы
18+Копирование материалов запрещено.
Издание может получать комиссию от покупки товаров, представленных в публикациях