Η μεγάλη «επανάσταση» της τρισδιάστατης εκτύπωσης

15:15 22/5/2023 - Πηγή: Dikaiologitika

Από την παραγωγή ανθρώπινων ιστών και οργάνων για μεταμοσχευμένους ασθενείς μέχρι την κατασκευή όπλων, αυτή η τεχνολογία κυριεύει αθόρυβα τον κόσμο... προς το καλύτερο αλλά και προς το χειρότερο.

Η τρισδιάστατη εκτύπωση φάνταζε κάποτε φουτουριστική διεγείροντας την φαντασία όσων επιθυμούσαν να εκτυπώσουν οτιδήποτε κατά παραγγελία. Σήμερα, εταιρείες αλλά και ιδιώτες χρησιμοποιούν την τεχνολογία για να δημιουργήσουν τα πάντα, από όπλα μέχρι...έμβρυα!

Η συγκεκριμένη τεχνολογία βασίζεται σε ένα σχέδιο υπολογιστή που έχει επιλέξει ο χρήστης για να «χτίσει» τρισδιάστατα αντικείμενα. Συγκεκριμένα

υλικά αναπτύσσονται σε μελάνια που ο εκτυπωτής τοποθετεί το ένα πάνω στο άλλο για να φτιάξει το τελικό προϊόν.

Η πρώτη συσκευή τρισδιάστατης εκτύπωσης κυκλοφόρησε το 1981 δίνοντας τη δυνατότητα δημιουργίας μικρών μοντέλων για την κατασκευή προϊόντων. Σήμερα η τεχνολογία έχει γίνει πολύ δημοφιλής και αυτό οφείλεται εν μέρει στη δραματική πτώση του κόστους της, αφού μερικοί εκτυπωτές πλέον δεν ξεπερνούν τα 300 $. Οι δε, λειτουργία τους έχει γίνει εύκολη για τον καθένα.

Σήμερα οι 3D εκτυπωτές μπορούν να εκτυπώνουν καρδιές, δέρμα και ακόμη και μοντέλα ανθρώπινων αυτιών σε λίγες ώρες, να δημιουργούν πιστά μοντέλα εμβρύων χρησιμοποιώντας φωτογραφίες που τραβήχτηκαν κατά τη διάρκεια υπερήχων, να εκτυπώνουν βρώσιμο κρέας χωρίς να θανατώνουν ζώα και να χτίζουν σπίτια μέσα σε λίγες μέρες που διαφορετικά θα ήθελαν χρόνια. Παρακάτω παρουσιάζονται έξι από τα πιο παράξενα πράγματα που έχουν κατασκευαστεί μέχρι τώρα με τρισδιάστατους εκτυπωτές.

Αγέννητα μωρά

Οι μελλοντικοί γονείς μπορούν τώρα να ρίξουν μια ματιά στο αγέννητο μωρό τους. Βάσει των εικόνων από τους υπέρηχους οι εκτυπωτές μπορούν να δημιουργήσουν ένα τρισδιάστατο μοντέλο ενός εμβρύου και να αναδημιουργήσουν τα χαρακτηριστικά του με εκπληκτική λεπτομέρεια.

Το τρισδιάστατο εκτυπωμένο μοντέλο ενός αγέννητου παιδιού, εκτός του ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δώσει στους γονείς μια πρώτη εικόνα του, μπορεί να χρησιμοποιηθεί επίσης για να υποδείξει σημάδια σωματικών ανωμαλιών.

Μια εταιρεία που ονομάζεται Embryo 3D layers χρησιμοποιεί τη μαγνητική τομογραφία για να δημιουργήσει ένα ακριβές 3Dεκτυπωμένο μοντέλο ενός εμβρύου, ενώ η ιαπωνική εταιρεία Fasotec 3-D εκτυπώνει ανθρώπινα όργανα που χρησιμοποιούνται στην ιατρική ως εργαλεία διδασκαλίας.

Οι εκτυπωτές της εταιρείας μπορούν να εκτυπώσουν χρησιμοποιώντας δύο υλικά ταυτόχρονα, επιτρέποντάς τον διαχωρισμό των τύπων των ιστών στο μοντέλο.

Όπλα

Το Liberator είναι ένα 3D εκτυπωμένο όπλο μονής βολής, το πρώτο εκτυπώσιμο σχέδιο πυροβόλου όπλου που διατέθηκε ευρέως στο διαδίκτυο. Η εταιρεία ανοικτού κώδικα Defense Distributed σχεδίασε το όπλο και κυκλοφόρησε το σχέδιο στο διαδίκτυο στις 6 Μαΐου 2013.

Τα σχέδια λήφθηκαν πάνω από 100.000 φορές μέσα σε δύο ημέρες πριν το Υπουργείο Εξωτερικών των Ηνωμένων Πολιτειών απαιτήσει από την εταιρεία να κατεβάσει το σχέδιο από το ίντερνετ. Ωστόσο, το Liberator άνοιξε το δρόμο στους πολίτες να κατασκευάσουν όπλα στο σπίτι τους.

Το πρώτο 3D εκτυπωμένο όπλο, του οποίου η κατασκευή κόστισε 8.000 δολάρια, διαπιστώθηκε ότι είχε τη δύναμη να διαπεράσει αρκετά χιλιοστά σάρκας και ανθρώπινου κρανίου. Τα υλικά που χρειάζονται για τη δημιουργία όπλου με τρισδιάστατη εκτύπωση διαφέρουν σημαντικά από αυτά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κοσμημάτων ή άλλων αντικειμένων.

Η εταιρεία 3D Printerly προτείνει τη χρήση νάιλον υψηλής θερμοκρασίας ή ενισχυμένο, το οποίο είναι ισχυρό και ανθεκτικό στη θερμότητα και στις καταπονήσεις που προκαλούνται από το πιστόλι για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από άλλα υλικά.

Παρόλο που παραμένει νόμιμη η τρισδιάστατη εκτύπωση όπλων, ενισχύεται η ανησυχία για τη διάθεσή τους σε τρομοκράτες και συνεχώς συλλαμβάνονται άτομα που κατασκευάζουν όπλα-«φαντάσματα» κατ’ οίκον με τρισδιάστατο εκτυπωτή.

Φιλέτα ψαριού και άλλα είδη διατροφής

Επιστήμονες σε όλο τον κόσμο εργάζονται για την ανάπτυξη πιο βιώσιμων τροφίμων χρησιμοποιώντας τη δύναμη των τρισδιάστατων εκτυπωτών.

Η Steakholder Foods παρουσίασε στο κοινό το πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωμένο φιλέτο ψαριού, μια σφυρίδα, τον περασμένο Απρίλιο, τονίζοντας πως το δείγμα είναι έτοιμο για μαγείρεμα μόλις ολοκληρωθεί η εκτύπωση. Η ισραηλινή εταιρεία χρησιμοποίησε κύτταρα σφυρίδας για να δημιουργήσει το μελάνι εκτύπωσης και ισχυρίζεται ότι το τελικό προϊόν έχει την ίδια γεύση και υφή με το πραγματικό.

Δύο χρόνια πριν, τον Δεκέμβριο του 2021, η MeaTech με έδρα το Ισραήλ αποκάλυψε τη μεγαλύτερη μπριζόλα που καλλιεργήθηκε ποτέ στο εργαστήριο από πραγματικό λίπος και μυϊκά κύτταρα που λαμβάνονται από δείγματα ιστών ζωντανής αγελάδας.

Η εκτυπωμένη «πλάκα κρέατος» στη συνέχεια ωρίμασε σε επωαστήρα, επιτρέποντας στα βλαστοκύτταρα να διαφοροποιηθούν σε λιπώδη και μυϊκά κύτταρα που εξελίσσονται σε λιπώδεις και μυϊκούς ιστούς.

Τον περασμένο Μάρτιο, μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια παρουσίασαν το πρώτο 3D-εκτυπωμένο vegan cheesecake. Η τεχνολογία φτιάχνει το γλυκό σε στρώσεις τοποθετώντας σχολαστικά επτά βρώσιμα μελάνια για να σχηματίσει ένα τριγωνικό σχήμα.

Το βασικό συστατικό των μελανιών είναι τα κράκερ Graham και οι στρώσεις αποτελούνται από φυστικοβούτυρο, Nutella, κεράσι, πουρέ μπανάνας, ζελέ φράουλας και σαντιγί.

Η σοκολάτα γενικά αποτελεί μια εξαιρετική ουσία για τρισδιάστατη εκτύπωση επειδή μπορεί να στρωθεί, να λιώσει και να πήξει. Αρκετές εταιρείες πωλούν τρισδιάστατα εκτυπωμένη σοκολάτα, συμπεριλαμβανομένης της εταιρείας κολοσσού Hershey.

Steakholders Foods

Κατοικίες

Σε αντίθεση με τους τρισδιάστατους εκτυπωτές που κατασκευάζουν τρόφιμα, όπλα και μοντέλα αγέννητων μωρών, οι συσκευές που δημιουργούν κανονικά σπίτια είναι τεράστιες σε μέγεθος. Ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο σπίτι που περιγράφεται ως το πρώτο «σπίτι που χτίστηκε από ρομπότ» στο Long Island στην Αμερική βγήκε προς πώληση για 300.000 δολάρια στη Νέα Υόρκη το 2021.

Κατασκευάστηκε από σκυρόδεμα σε μόλις 80 ώρες χρησιμοποιώντας έναν τεράστιο τρισδιάστατο εκτυπωτή, διαθέτει δύο μπάνια και ένα γκαράζ και συναρμολογήθηκε μέσω μιας ηλεκτρονικής διαδικασίας με τη βοήθεια τριών εργατών.

Την ίδια χρονιά, ένα ζευγάρι Ολλανδών μετακόμισε στο πρώτο 3D εκτυπωμένο σπίτι της Ευρώπης που χτίστηκε μέσα σε πέντε ημέρες. Το σπίτι περιλαμβάνει 24 στοιχεία από σκυρόδεμα που «τυπώνονται» σε στρώσεις από έναν εκτυπωτή, οι οποίες προσδίδουν μια ραβδωτή υφή στους τοίχους του, μέσα και έξω.

Η εταιρεία Mighty Buildings, με έδρα την Καλιφόρνια, ισχυρίζεται ότι μπορεί να κατασκευάσει ένα στούντιο 350 τετραγωνικών σε λιγότερο από 24 ώρες, παρέχοντας στους ιδιοκτήτες ένα ήσυχο και λειτουργικό καταφύγιο.

Οι επιλογές που προσφέρει μέσω στου ιστοτόπου της κυμαίνονται από ένα στιλάτο στούντιο έως ένα πολυτελές οικογενειακό σπίτι, εκτυπωμένο με υγρή συνθετική πέτρα που σκληραίνει σχεδόν αμέσως.

designwanted company

Μέρη του ανθρώπινου σώματος

Η βιοεκτύπωση χρησιμοποιεί τα κύτταρα ενός ασθενούς για να δημιουργήσει τεχνητό δέρμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια χειρουργικών επεμβάσεων. Η τεχνολογία χρησιμοποιήθηκε το 2022 για να προσφέρει σε μια γυναίκα το πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωμένο αυτί στον κόσμο.

Η 20χρονη, γνωστή μόνο ως Alexa από το Μεξικό, γεννήθηκε με ένα σπάνιο γενετικό ελάττωμα που κάνει το εξωτερικό μέρος του αυτιού μικρό και δύσμορφο.

Τα χονδροκύτταρα της γυναίκας - κύτταρα υπεύθυνα για το σχηματισμό χόνδρου - απομονώθηκαν από δείγμα ιστού και αναπτύχθηκαν με θρεπτικά συστατικά για να μετατραπούν σε δισεκατομμύρια κύτταρα. Αυτά τα κύτταρα αναμίχθηκαν με βιομελάνι με βάση το κολλαγόνο, το οποίο διαμορφώθηκε σε ένα εξωτερικό αυτί αφού εισήχθη σε έναν εξειδικευμένο τρισδιάστατο βιοεκτυπωτή με σύριγγα.

Το εμφύτευμα περιβλήθηκε από ένα εκτυπωμένο βιοδιασπώμενο κέλυφος για να παράσχει έγκαιρη υποστήριξη, αλλά απορροφήθηκε από το σώμα της ασθενούς με την πάροδο του χρόνου. Μετά από λίγο, το εμφυτευμένο αυτί ωρίμασε, αναπτύσσοντας τη φυσική εμφάνιση και αίσθηση ενός κανονικού αυτιού με ελαστικότητα, αποτελώντας ένα πιστό αντίγραφο του υγιούς αυτιού της ασθενούς. Η όλη διαδικασία εκτύπωσης κράτησε λιγότερο από 10 λεπτά.

Παράλληλα, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ στο Ισραήλ αποκάλυψαν την πρώτη τρισδιάστατη εκτυπωμένη καρδιά το 2019, χρησιμοποιώντας ανθρώπινο ιστό και αιμοφόρα αγγεία. Το όργανο έχει περίπου το μέγεθος της καρδιάς ενός κουνελιού και μπορεί να συστέλλεται, αλλά δεν μπορεί να κάνει πλήρη άντληση.

Credit 3DBio Therapeutics

Αυτοκίνητα

Τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα αυτοκίνητα κερδίζουν έδαφος καθώς προχωρά η τεχνολογία σε διάφορα πεδία. Το πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωμένο αυτοκίνητο στον κόσμο έκανε το ντεμπούτο του το 2011, το οποίο κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας έναν συγκεκριμένο εκτυπωτή που έχτισε το αμάξωμα στρώμα, στρώμα.

Το όχημα που ονομάζεται Urbee, σχεδιάστηκε για να διαρκέσει 30 χρόνια. Διαθέτει κινητήρα αερίου και ηλεκτρικής ενέργειας και καταναλώνει οκτώ φορές λιγότερη ενέργεια από ένα παρόμοιο όχημα. Το Urbee, το οποίο χρειάστηκε 15 χρόνια για να κατασκευαστεί, έχει τρεις τροχούς, δύο θέσεις και έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης για περίπτωση έκτακτης ανάγκης.

Από το 2011, πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν υιοθετήσει την τρισδιάστατη εκτύπωση για την κατασκευή συγκεκριμένων εξαρτημάτων και σχεδίων οχημάτων. Η διαδικασία χρησιμοποιεί λιγότερο υλικό, σχεδιάζει ταχύτερα τα πρωτότυπα και εξοικονομεί χώρο στα εργοστάσια.

Η βρετανική Aston Martin χρησιμοποίησε πρόσφατα την τεχνολογία κατά τον σχεδιασμό του μοντέλου DBR22. Το αυτοκίνητο διαθέτει ένα 3D-εκτυπωμένο πίσω υποπλαίσιο με εξαρτήματα αλουμινίου ενωμένα μεταξύ τους για να σχηματίσουν το τελικό πλαίσιο. Μερικά μοντέλα προορίζονται για μια χούφτα επιλεγμένους πελάτες σε άγνωστη τιμή άνω των 2,2 εκατομμυρίων δολαρίων.

Την ίδια ώρα, η NOWlab αποκάλυψε την πρώτη τρισδιάστατη εκτυπωμένη μοτοσικλέτα στον κόσμο το 2018, που ονομάζεται Nera. αλλά ακόμη δεν είναι έτοιμη προς πώληση. Η εταιρεία τύπωσε τα πάντα στο όχημα ελαστικά, ζάντες, πλαίσιο, πιρούνι και κάθισμα, χρησιμοποιώντας τη διαδικασία κατασκευής συντηγμένου νήματος (FFF), η οποία είναι μια δημοφιλής τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιεί μια διαδικασία εξώθησης θερμοπλαστικού υλικού.

Αυτή η τεχνολογία είναι ένας από τους πιο οικονομικούς τρόπους παραγωγής θερμοπλαστικών εξαρτημάτων και πρωτοτύπων.

{https://www.youtube.com/watch?v=PDiLHSoQ_nQ}

#ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ_ΕΚΤΥΠΩΣΗ #ΕΠΙΣΤΗΜΗ #ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ #ΚΑΤΟΙΚΙΑ #ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ #ΙΑΤΡΙΚΗ