10 utrolige ting du kan lave med 3D-printere

I slutningen af ​​filmen "Skyfall" er der en scene, hvor James Bond og M kører ud af byen i en klassisk 1960 Aston Martin DB5, den karakteristiske sølv Bond Car, der blev brugt i Goldfinger i 1965. Senere - og dette er en lille spoiler-bilen er skudt fuld af huller med overfalds rifler og sprængt op med en helikopter.

Hvis du har set nogen film i de sidste dusin år, vil du vide, at denne scene sandsynligvis ikke var svært for filmskaberne at filme. Alt de behøvede at gøre var at digitalt indsætte en eksplosion - eller med den slags budget, måske tage et af de tre hundrede eller derover resterende DB5'er og sprænge den rigtige ting.

I stedet udskrev filmskaberne detaljerede 1: 3-skala modeller af Aston Martin på 3D-printere, og blæste dem til absolutte bits og sparer de rigtige biler til museerne. Husk Iron Man's suit? Samme proces.

Her er ti måder, folk bruger 3D-printere til noget funktionelt - og undertiden ændrer verden i processen.

10

Tøj

I de tidlige dage med 3D-udskrivning var det objekt, du fik fra printeren, normalt en slags plastik-ting - en designprototype, som f.eks. Bruges som en visuel guide, før du bygger det egentlige produkt. Nu hvor teknologien er mere præcis, kan vi udskrive mindre, mere intrikat detaljerede objekter. 3D-trykkeriet på Shapeways løb med den idé og gav os trykt nylonbeklædning, som er trykt til den eksakte kropsdimension af den person, der bestiller den - det mest personlige tøj i verden.

Deres første 3D-trykte tøjlinje hedder N12 Bikini (N12 står for Nylon 12, materialet det er lavet af). Bikinien er dannet med en ligning kaldet cirkelpakning; med andre ord er det helt udelukkende med små forbundne cirkler, som en algoritme justerer baseret på formens krumning - jo større kurven er, desto mindre er cirklerne. Hele designet er baseret på en body scan, så det endelige produkt passer perfekt til bæreren.

9

Guitarer

Siden omkring det tolvte århundrede har guitarer - eller i det mindste deres forgængere - været lavet af træ. For nylig er plast også blevet brugt, men konstruktionen er den samme i begge tilfælde. Det er subtraktivt, hvilket betyder at noget er taget væk for at få den rigtige form. Du starter med en stor blok af træ, og efter carving det slutter du med en del til guitaren. Og faktisk fremstilles generelt generelt på denne måde.

3D-udskrivning er derimod additiv-det er opbygget lag for lag i den rigtige form med materiale, der senere bliver til et solidt materiale (som et klæbemiddel lim fra en varm limpistol).

Med den proces kan du lave næsten hvad som helst - selvom den næsten perfekte akustiske form af en guitar. Denne guitar er et godt eksempel; den blev trykt af Scott Summi og er den første af sin art. Hver del af den blev trykt bortset fra halsen og strengene (selv metaldelene blev trykt), og det tog cirka to timer at afslutte. Og da noget 3D-trykt objekt kommer fra en computer model, er der ingen grænse for de forskellige måder en guitar kunne være designet på - åbner døren for enorm kreativitet.

8

huse

Sidste år gav Behrokh Khoshnevis, en ingeniørprofessor ved University of Southern California, en TED-tale, hvori han beskrev, hvordan et stort hus (25.000 kvadratmeter eller 2.320 kvm) kan 3D-trykt på mindre end tyve timer, VVS og elektriske ledninger inkluderet. Den tidsramme er næsten utroligt. Hele kvarterer kunne bygges om en måned, og alt du skal gøre er at ændre computerens designblok til et hus, der ser helt anderledes ud - ikke mere homogene forstæder.

Endnu vigtigere kan dette system bruges til at erstatte slumområder eller give hurtig bolig til ofre for naturkatastrofer. For at sætte det i perspektiv, hvis denne teknologi blev brugt, da Haiti blev ramt af et jordskælv i 2010, ville næsten alle, der blev gjort hjemløse, allerede have et andet hjem.

7

Kameralinser

Fotografering er nok det sidste sted, du ville forvente, at 3D-udskrivning skulle dukke op. Et kamera af høj kvalitet kan koste flere tusind dollars, og linserne, der følger med det, er lige så dyre. Og der er en grund til det: Fotografering i kernen er en optagelse af lys, og for det bedste resultat har du brug for det bedste udstyr. Objektiver er særlig vigtige, fordi de er ansvarlige for at bryde lyset i den rigtige vinkel for at skabe et kontaktpunkt, hvilket resulterer i et krystalklar billede.

Selvom 3D-trykte kameralinser ikke er overalt i nærheden af ​​kvaliteten af ​​traditionelt fremstillede linser, skrider de fremad med spring og grænser. Dette skyldes dels steder som Thingiverse, hvor brugerne kan uploade deres designblåtryk, så andre kan downloade det gratis og forbedre det. Denne kamera objektiv er lavet af akryl på en hjemme printer, og det kræver anstændige billeder. Pricier 3D-printere er allerede i stand til at udskrive glasobjekter, så det skal faktisk ikke vare længe før det er muligt at lave en glasobjektiv i dit hjem, der konkurrerer med kommercielle linser - alt for en brøkdel af prisen.

6

Mad

NASA har brugt 3D-printere til at udskrive dele til deres rumfartøjer de sidste par år - en kendsgerning, der er cool nok alene. Men i disse dage tager NASA dette koncept i en helt ny retning; de er i øjeblikket i fase en i en trefaset plan for at udvikle en metode til udskrivning af mad på lange rumrejser.

Rumprogrammet er ikke banebrydende for den teknologi, men det er jobbet hos Andras Forgacs, CEO for Modern Meadows, som blev den første til at spise et stykke trykt kød tidligere i år. Processen med at udskrive mad er stort set den samme som noget andet: Du erstatter kun plastik til levende celler og bygger det i muskelvæv, lag for lag.

Med den simple substitution fjerner du også enkeltvis de tusindvis af miljøproblemer, der stammer fra det moderne landbrug.

5

Kunst

Folk er temmelig spektakulære. Der er dem, der går ud for at redde verden, og der er dem der inspirerer verden. Kunst har spillet sin egen rolle i at fremme det menneskelige intellekt gennem århundreder, og 3D-udskrivning tilbyder endnu et medium til kunstnere til at udtrykke sig - og nogle af resultaterne er absolut tankegang.

Skulpturen afbildet ovenfor blev lavet af Sophie Kahn, en fotograf og billedhugger, der oprindeligt blev tiltrukket af 3D-udskrivning som en "postfotografisk proces" - en måde at få endnu et lag kreativitet ud af et foto. Sophie Kahn laver et plask i kunstverdenen, men der er allerede hundredvis af andre mennesker, der har vendt sig til 3D-udskrivning som et kreativt udløb. Det gør ikke ondt, at for en kæmpende kunstner er materialerne meget billigere end traditionelle kunstforsyninger.

4

proteser

I 2011 tabte Richard Van As fire af sine fingre i en tømrerulykke. Stillet over for en stor sum på omkring $ 10.000 for en mekanisk protese, besluttede Richard at bygge sin egen i stedet. Og det gjorde han hjemme - med en 3D-printer.

Hans prototype, kaldet Robohand, har fem fingre, der lukker, når han bøjer håndleddet. Efter at han havde bygget hånden, uploadede han tegningen til internettet, så alle kunne gøre det samme. Men så gik han et skridt videre: Richard og hans partner bygger nu protesehænder til sydafrikanske børn med manglende fingre, ligesom denne femårige dreng, der blev født med amniotisk båndsyndrom, en lidelse, der fik ham til at blive født fingerless .

Det spændende er, at Rikers arbejde kun er toppen af ​​isbjerget. I 2009 havde en mand ved navn Eric Moger en tumor fjernet fra hans ansigt, hvilket efterlod et hul som en tennisbold i hans venstre kind. Lægerne udskrev en protese, der spejler højre side af Erics ansigt. Protesen har fleksibilitet i normal hud og ser næsten utroligt realistisk ud. Og tidligere i år havde en mand i USA en protes implanteret i hans kranium, der dækkede næsten en fjerdedel af kranens hele overflade.

3

Kropsdele

Vi vil ikke vokse tabte arme og ben med øglelignende effektivitet, når som helst snart, men vi er på vej i den retning. For eksempel trykte ingeniører ved Cornell University et arbejdende øre ved hjælp af celler trukket fra en patients ribbe. Cellerne blev blandet i et gelmateriale, som 3D-printeren kunne bruge til at opbygge en model - og efter tre måneder begyndte øret faktisk at vokse sit eget brusk.

Endnu en gang bliver det bedre. For et par måneder siden nævnte vi kort 3D-printere på en liste og profeterede, at vi engang i fremtiden kunne udskrive menneskelige organer. Nå, det skete faktisk omkring en måned efter at listen blev offentliggjort. San Diego-forskningsfirmaet Organovo annoncerede i april, at de med succes havde udskrevet menneskeligt levervæv i stand til at udføre alle de funktioner, der kræves af en lever. De har ikke en fuld lever endnu, men horisonten kommer nærmere. Dette er absolut det første skridt i retning af udskiftning af udskiftningsorganer på efterspørgsel, hvilket potentielt sparer tusindvis af liv hvert år.

2

Robotter

Vi synes at have en næsten religiøs fascination med ideen om at trække vejrtræk i et andet væsen. Men måske er det fordi robotter er awesome.

Under alle omstændigheder er der allerede ganske få forskergrupper, der har påbegyndt prototyperobotter med 3D-printere. I Tyskland har Fraunhofer-Gesellschaft udviklet en ottebenet edderkopprobot, trykt så let, at en forsker sammenlignede den med en "engangs gummihandske" - i den forstand at efter at du har brugt det en gang, er det lettere at udskrive en ny en.

Et fælles projekt fra MIT og Harvard har også udviklet en 3D-trykt robot - som utrolig kan samle sig selv. Botten er lavet med "formhukommelsespolymerer", som gør det muligt at folde sig i den rigtige form, når den er blevet udskrevet.

Endelig er der denne robot, en stemmeaktiveret android, der vil reagere på verbale kommandoer på en hensigtsmæssig skræmmende måde. Planerne er tilgængelige gratis online, så alle kan bygge en og spille deres rolle i at opbygge en robot hær.

1

3D-printere

Normalt har en person allerede designet en 3D-printer, der kan udskrive andre 3D-printere. Kaldet RepRap, printeren bruger open source design planer, og alle dens stykker kan udskrives via en anden printer (undtagen et par af metal møtrikker og bolte). I 2008 blev maskinen testet ved University of Bath i U.K., hvor den med succes lavede en "barn" kopi af sig selv. Lige over tre minutter senere var barnet færdigt med at udskrive den første del til det næste barn ned på den robogenologiske linje.

Da alle planerne for printeren er frit tilgængelige online, er der dannet et samfund af sorter, der udvikler designet for at gøre det mere effektivt. For eksempel kan en person downloade alle tegninger, justere dem og derefter uploade de ændrede tegninger. Det er nok det første egentlige eksempel på hardware crowd-sourcing i historien, og der er ingen fortællinger hvor det vil gå i fremtiden.

Andrew Handley

Andrew er freelance skribent og ejer af den sexede, sexede HandleyNation Content Service. Når han ikke skriver, går han normalt på vandreture eller klatring, eller nyder bare den friske North Carolina-luft.