Будущее 3D-принтеров: напечатанные дома, машины и органы

Космонавты на МКС напечатали на принтере кусок говядины – эта новость облетела весь мир. Кажется, пришло время, которого так долго ждали: на 3D-принтере можно напечатать машины, дома, предметы искусства. Но что же на самом деле могут 3D-принтеры? И почему мы до сих пор не используем их повсеместно? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Первая 3D-печать 

Первый предмет, напечатанный на 3D-принтере, – пластиковый стаканчик. Произошло это 9 марта 1983 года. Землю еще не опутала всемирная паутина интернета, мобильный телефон для многих был недостижимой мечтой, а сотрудник Калифорнийского университета Чак Халл придумал то, что почти полвека спустя назовут технологией будущего. 

Чтобы создать прототип 3D-принтера, Чаку Халлу понадобился год. И еще три года, чтобы изобретение усовершенствовать и запатентовать. Причем трудился он по ночам, потому что владелец компании, в которой он работал, не верил в новую технологию.

"Когда президент компании сказал: "Знаете, у нас нет на это денег", мне ничего не оставалось, кроме как создать собственную компанию", – поделился Халл. 

Произведения искусства 

Сегодня в России 3D-принтер помогает людям со слабым зрением "увидеть" картины, скульптуры и музейные экспонаты. Произведения искусства создают из пластика, и, в отличие от оригиналов, их не только можно, но и нужно трогать руками.  

Просто напечатать копию из пластика недостаточно: ее нужно сделать максимально похожей на оригинал, и это занимает очень много времени. Ведь мастер кропотливо воссоздает каждую царапинку и шероховатость. 

"Мы используем специальные шпатлевки, и уже буквально бормашиной рисуем по поверхности – сколы, фактуру, как будто бы резец проходит по дереву. Либо, наоборот, делаем поверхность очень гладкой, похожей на мрамор, например", – рассказала дизайнер Юлия Андриевич. 

3D-строители

По технологии 3D-печати можно делать не только небольшие экспонаты, но и огромные здания. Строительные принтеры от музейных отличаются лишь размерами и печатным составом – здесь это бетон. Гигантские устройства в цехах создают части будущего дома, потом их перевозят на стройплощадку и монтируют. Как утверждают сами 3D-строители, в ближайшее время эта технология станет намного проще. 

"Все-таки будущее, наверное, за печатью на фундаменте. Отсутствует дорогостоящий и трудоемкий этап сборки. Принтер устанавливается над фундаментом, и дом, полностью спроектированный и облаченный в 3D-модель, печатается непосредственно на фундаменте", – пояснил основатель и руководитель строительной компании Александр Маслов.

Несколько лет назад одна из китайских компаний провела эксперимент: за день там напечатали 10 домов. Каждый обошелся всего в 4800 долларов, это примерно 355 тысяч рублей. Вот только примеру Китая во всем мире пока не спешат следовать. Высокие технологии предпочитают использовать для изготовления домов сложных конструкций. 

"К примеру, дом, который планировали печатать в прошлом сезоне в Германии, спроектирован в форме животного. Такое руками, наверное, сделать невозможно, а может быть очень трудно и затратно", – отметил специалист. 

Биопринтер

Космонавты на МКС напечатали на принтере кусок говядины, однако он получился размером всего в несколько миллиметров и при этом стоил почти 5 тысяч долларов. Мясо печатали не на обычном 3D-принтере, а на биологическом. Этот уникальный аппарат придумали в России, и у него абсолютно другой принцип работы. Исходный материал – живые клетки. Магниты лепят их, как снежок. Благодаря такой технологии в мясе получаются волокна и прожилки. По консистенции его практически невозможно отличить от настоящего. Живые клетки стоят огромных денег, поэтому у космического стейка и цена тоже космическая. Но неужели всю эту сложную и дорогую технологию придумали только для того, чтобы космонавты перестали есть из тюбиков и смогли готовить себе разносолы? 

"Стейком в два миллиметра нельзя накормить космонавта, но мы проверили концептуальную возможность создания мышечной ткани в условиях микрогравитации", – поделился проектный менеджер компании-разработчика Григорий Шалунов. 

Магнитный биопринтер способен "лепить" из живых клеток самые сложные органы и ткани, и это медицина будущего. Первый принтер попал на МКС в конце 2018 года. С тех пор, кроме кусочка говядины, космонавты уже напечатали щитовидку мыши, хрящевую ткань человека, а теперь пытаются создать кости.

"Текущая фаза эксперимента предполагает, что ткань, которая была произведена в космосе, будет не только возвращена на Землю для изучения, но и имплантирована лабораторным животным для замещения дефектов костной ткани. Мы считаем, что это будет сделано впервые в мире", – подчеркнул летчик-космонавт РФ Анатолий Иванишин.

До того как на 3D-принтерах начнут печатать все подряд, еще далеко. Пока это слишком долгий и дорогой процесс, который не подходит для массового производства. На сегодняшний день на 3D-принтерах реально создавать только дома. Поэтому работающая технология, изобретенная еще в прошлом веке, до сих пор остается технологией будущего.

О самых невероятных достижениях прогресса и открытиях ученых, об инновациях, способных изменить будущее человечества, рассказывает программа "Наука и техника" – настоящий научный блокбастер с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.