От мостов и домов до человеческих органов и ракетных двигателей — 3D-печать превратилась из лабораторного эксперимента в инструмент, который способен менять целые отрасли. Рассказываем, где уже работает технология будущего.
Дом, который напечатали за 140 часов
Самое большое здание Европы, напечатанное на 3D-принтере, появилось в феврале 2024 года в Германии. В городе Гейдельберг всего за 140 часов построили дата-центр Baufeld 5 площадью почти 600 м². Из-за необычной формы здание прозвали Wave House («волнистый дом»).
Реализовала незаурядный проект местная компания PERI 3D Construction. Их «ведущий строитель» — огромный робот-принтер COBOD BOD 2. Он возвел здание послойно со скоростью 4 м³ в час. Для этого понадобилось около 450 тонн специального экологически чистого бетона. Материал подходит для вторичной переработки и выбрасывает на 55% меньше CO₂, чем обычный цемент.
Также PERI 3D Construction занимаются строительством социального жилья в Германии. Менее чем за 100 часов 3D-принтер возводит стены для комфортабельных трехэтажных домиков. Затем к делу подключаются люди: они устанавливают крышу и отделывают здания.
Оружие из принтера: история Liberator
Liberator — первый в мире напечатанный на 3D-принтере пистолет. Речь идет не об игрушке, а о настоящем огнестрельном оружии. Оно состоит из 16 частей из ABS-пластика. Некоторые фрагменты легко меняются для стрельбы патронами разного калибра.
Единственная деталь Liberator, выполненная не 3D-принтером, — небольшая металлическая вставка. Она нужна для соблюдения американского закона Undetectable Firearms Act. По его регламенту любое огнестрельное оружие должно обнаруживаться металлодетекторами.
Кроме пистолета Defense Distributed, компания-создатель Liberator сделала запчасти и для другого оружия. Например, корпус винтовки AR-15 и магазины увеличенной емкости для AR-15s и AK-47s.
Медицина будущего
Технологии 3D-печати широко применяются в области медицины. В стоматологии ими впервые воспользовались в 1990-х годах для изготовления кап. А в 2012 году пациенту впервые вживили титановую нижнюю челюсть, созданную на 3D-принтере.
Еще исследователи научились печати легко приживающихся индивидуальных эндопротезов. Такие импланты вживляют на место тазобедренного сустава в случае переломов или серьезных болей при артрите. Эндопротез покрывают специальным лекарством, которое предотвращает отторжение.
А несколько лет назад научились печатать человеческие ткани. Так в 2022 году врачи впервые имплантировали 20-летней девушке созданное 3D-принтером ухо.
Специалисты биотехнической компании 3DBio Therapeutics изготовили ушной имплантат с помощью клеток пациентки и биочернил. Весь процесс занял не более 10 минут. Вероятность отторжения такого уха крайне низкая — имплантат фактически состоит из «родных» тканей. Похожие операции провели еще десяти добровольцам.
Запчасти для арктических судов
В 2022 году в России впервые создали напечатанные на 3D-принтере запчасти для работающих в Арктике судов. Разработали их архангельские ученые с коллегами из ведущих российских университетов.
Лопатки турбин для энергетических установок судов раньше покупали за рубежом. Но их напечатанные аналоги получились легче и удобнее. А печатать и устанавливать такие детали можно прямо во время путешествия, что также ускоряет и упрощает процесс их замены.
Ракета Terran 1: орбитальный эксперимент
Terran 1 — первая в истории орбитальная ракета, на 85% изготовленная на 3D-принтере. Еще одна ее особенность заключается в размере. Благодаря весу менее 10 тонн и 35-метровой длине, Terran 1 стала одной из самых маленьких ракет в отрасли.
Создала ее американская компания Relativity Space. По словам разработчиков, технология 3D-печати в 100 раз уменьшила число необходимых для сборки фрагментов по сравнению с традиционным методом. А запуск «напечатанной» ракеты обходится в $12 млрд, что на порядок дешевле схожих аппаратов. Так каждый полет Falcon-9 стоит около $67 млрд.
И хотя тестовые запуски Terran 1 не увенчались успехом, Relativity Space пообещали исправить все недочеты в новом проекте. Орбитальная ракета Terran R примерно в 2 раза больше предшественницы и пригодна для многоразового использования. Ее пробный запуск назначен на 2026 год.
А еще NASA в сотрудничестве с компанией Elementum 3D разработала алюминиевые сопла для ракетных двигателей. Обычно этот материал не используют из-за сложностей в производстве. Для создания одной детали потребовалось бы соединить тысячи мелких частей металла. Но 3D-печать значительно упрощает это действо — принтер печатает запчасти сразу цельными. В 2023 году алюминиевые сопла успешно прошли все 22 пусковых испытания.
3D-мосты от Амстердама до Шанхая
В 2021 году в Амстердаме открылся напечатанный на 3D-принтере стальной мост. Его длина составляет 12,3 м, а ширина — 6,3 м. На создание потратили 6 тонн нержавеющей стали. Собирали конструкцию 4 робота на протяжении 6 месяцев. Они сваривали между собой детали, напечатанные 3D-принтером.
Но простояла переправа недолго. Конструкция на два года заменила обычный мост, отправленный на реконструкцию.
В Шанхае же в 2018 году установили самый длинный в мире бетонный мост, созданный технологией 3D-печати. Его длина равна 14,1 м, а ширина — 4 м. Он до сих пор украшает индустриальный парк Shanghai Lingang Industrial Park.
