Мосты, спутники и медицина: тренды и прогнозы развития 3D-печати в мире

Ничего не напоминает?

В 1945 году в свет вышел фантастический роман американского писателя и изобретателя Мюррея Лейнстера “Вещи, которые проходят мимо”, где и описан “конструктор”. Лейнстер, по сути, впервые сформулировал общую концепцию и процесс трехмерной печати. Сегодня такой “конструктор” называют 3D-принтером.

В 2020 году объем глобального рынка трехмерной печати достиг $14 млрд, и в течение ближайших семи лет, согласно прогнозам, вырастет еще на 20%. 3D-печать сегодня чаще всего применяют в:

• R&D;
• конструировании прототипов;
• изготовлении готовых деталей, инструментов, приспособлений;
• при строительстве мостов;
• в ремонте и сервисе.

Мосты

В 2018 году в Нидерландах впервые напечатали пешеходный мост. Робот-манипулятор компании MX3D со сварочным аппаратом, по сути, “вырастил” мост из стальной проволоки. Проект длился около трех лет, 12-метровый мост успешно построили, и конструкция прошла все необходимые испытания.

Вскоре пешеходный мост напечатали и в Испании. Конструкция из цементного порошка была установлена ​​на юге Мадрида. Среди проектировщиков числился Энрико Дини – создатель 3D-принтера для печати больших объектов, включая многоэтажные здания.

Еще два напечатанные на 3D-принтерах пешеходные мосты установлены в китайском Шанхае: один – из бетона, второй – из инженерного пластика.

Самолеты и спутники

Аэрокосмическая корпорация Airbus дала разрешение на изготовление полимерных компонентов для своих самолетов одному из лидеров отрасли трехмерной печати, компании Materialise, которая, к слову, имеет офис и в Киеве.

Boeing, главный конкурент Airbus, заказывает детали из термопластичной нити у американо-израильской компании Stratasys, и в целом все чаще использует технологии аддитивного производства (термин, обозначающий промышленное применение 3D-печати – ред.) в своей деятельности.

В то же время американская компания Zenith Tecnica, специализирующаяся на печати титановых элементов, уже пять лет сотрудничает с производителем космических спутников Maxar Technologies: за это время они изготовили 260 титановых компонентов для их спутников.

Здания

В октябре 2019 года компания Apis Cor объявила о завершении конструирования крупнейшего в мире напечатанного здания. Расположенное в Дубае сооружение площадью 640 м2 и высотой 10 метров вошло в Книгу рекордов Гиннесса как самый большой дом, напечатанный непосредственно на строительной площадке.

В Европе в прошлом году с помощью гигантского цементного принтера BOD2 компании COBOD в течение 15 дней напечатали двухэтажный дом. Его планируют сдавать в аренду под офисные помещения, или даже как жилье.

Напечатанные дома все чаще появляются в разных странах мира: США, Саудовской Аравии, Мексике, Франции, ОАЭ и других. Многие считают, что печать домов – будущее архитектуры, и именно 3D-принтеры смогут решить вопрос обеспечения людей по всему миру качественным жильем.

Медицина

Наконец, на 3D-принтерах “выращивают” человеческие органы.

В 2001 году звезда мировой хирургии Энтони Атала пересадил мальчику Люку Маселе искусственный мочевой пузырь, выращенный из его собственных клеток. Команда Аталы обратила внимание на обычный бытовой 3D-принтер и создала для него специальное программное обеспечение. Впоследствии для лаборатории изготовили специальные машины по “выращиванию” до 30 различных видов клеток и органов, а также хрящей и костей.

Таких кейсов в медицине уже достаточно много.

Например, врачи Университета Джона Хопкинса (город Балтимор штата Мэриленд в США) удалили пациентке ухо и часть черепа, пораженные опухолью. Взяв хрящевую ткань из грудной клетки, сосуды и кожу, они вырастили ей на руке новое ухо, а затем пересадили искусственный орган на место.

Как пандемия ускоряет развитие 3D печати в мире

В 2020 году, несмотря на пандемию, рынок трехмерной печати, согласно исследованию 3D Hubs, вырос на 21%.

Операторы 3D-принтеров взялись за производство средств индивидуальной защиты и компонентов для медицинских устройств, таких, например, как вентиляторы. Из-за нарушения глобальных цепочек поставок, что значительно осложнило подвоз деталей из-за рубежа, 3D-принтеры стали активнее использоваться компаниями для создания прототипов и деталей конечного использования. Также активизировали работу на 3D-принтерах инженерные фирмы, ведь у них были периоды простоев, в течение которых можно было сосредоточились на исследованиях и разработках, тестировании и конструировании прототипов.

Главные препятствий для широкого применения 3D-печати:

• высокие расходы;
• часто недостаточное качество изготовленных изделий;
• недостаток экспертизы внутри компаний;
• ограниченный выбор материалов.

3D-печать очень дорогая, технологически сложная и трудно масштабируемая технология. Впрочем, тысячи компаний в мире ими занимаются. Появляются новые и новые стартапы, на которые инвесторы не жалеют средств. Возможности 3D-печати слишком впечатляющие, чтобы отказаться от нее из-за сложности или дороговизны.