Pengenalan
Percetakan 3D bukanlah baru untuk tahun 2017, tetapi pada tahun ini, para penyelidik menekan sempadan teknik sci-fi yang seolah-olah mencetak objek yang memerlukan butiran rumit seperti model seakan-akan bayi baru lahir dan kamera mikroskopik serta objek yang dibuat dengan bahan yang mungkin terdengar mengejutkan, termasuk keju dan kaca.
Baca terus untuk perkara yang paling keren dan kookiest yang dicetak 3D pada tahun 2017.
Topeng anjing
Seorang anjing ternakan anjing ternakan Staffordshire berusia 4 bulan menjadi pesakit pertama menggunakan topeng 3D yang dicetak baru untuk membantu pemulihan daripada kecederaan muka yang serius. Tikus tulang kanan dan tulang rahang, serta sendi temporomandibularnya (sendi yang menghubungkan tulang rahang ke tengkorak), patah apabila anjing lain menyerangnya.
Anak anjing bernama Loca bernasib baik, tiba di University of California Davis School of Veterinary Medicine, di mana doktor haiwan di universiti telah bekerjasama dengan rakan-rakan dari Kolej Kejuruteraan UC Davis untuk membangunkan topeng "Exo-K9 Exoskeleton" untuk anjing . Loca adalah pesakit yang ideal untuk menguji teknologi.
Pertama, para jurutera mengimbas tengkorak Loca untuk merekabentuk topeng khusus-pas, yang kemudian dicetak dengan pencetak 3D. Topeng itu memegang tulang wajah patah Loca di tempat dengan cara yang sama pelakon memegang lengan patah atau tulang kaki. Dalam masa sebulan, anjing itu boleh makan bersisik keras, dan pemeriksaan 3 bulan menunjukkan bahawa sendi temporomandibular adalah penyembuhan seperti yang dijangkakan.
Ovari tikus
Tikus betina yang dilengkapi dengan ovari bercetak 3D melahirkan anak yang sihat dalam percubaan yang dijalankan di Sekolah Perubatan Feinberg Northwestern University di Chicago.
Hasilnya dianggap sebagai terobosan, kerana ia mungkin satu hari membawa kepada cara-cara baru untuk merawat ketidaksuburan pada manusia, walaupun lebih banyak penelitian diperlukan. Ia boleh sangat berguna kepada wanita yang ovari telah rosak kerana rawatan kanser, kata para penyelidik.
Menggunakan teknologi percetakan 3D, para penyelidik mencipta perancah berpori yang rumit yang diperbuat daripada gelatin. (Gelatin adalah sejenis kolagen, protein semulajadi yang terdapat di dalam tubuh manusia dalam kuantiti yang besar.) Strukturnya kemudiannya diisi dengan sel telur dari tikus yang lain. Para penyelidik menguji pelbagai bentuk liang sebelum mendarat pada bentuk tertentu yang memberikan jumlah sokongan yang tepat kepada sel ovari.
Eksperimen ini berjaya: Sel-sel yang ditanam mula bertindak sebagai sel-sel dalam ovari yang sihat semulajadi, akhirnya menghasilkan hormon yang memacu kitaran pembiakan tikus. dan membolehkannya hamil.
Rumah kediaman
Rumah kediaman bercetak 3D pertama dibina kurang dari 24 jam di pinggir kota Moscow pada bulan Mac. Dinding studio 400 kaki persegi (37 meter persegi) seperti studio dicetak menggunakan pencetak 3D pencetak mudah alih yang dibangunkan oleh startup Moscow yang berpusat di Apis Cor.
Daripada mencetak panel konkrit individu yang kemudiannya dipasang secara manual, pencetak 3D mencetak dinding dan sekatan sebagai satu struktur yang bersambung sepenuhnya, membolehkan bentuk bulat rumah yang tidak biasa.
Bumbung, pintu dan tingkap adalah satu-satunya komponen yang perlu dipasang oleh pekerja manusia. Rumah prototaip berharga kira-kira $ 10,134, atau $ 25 setiap kaki persegi ($ 275 setiap meter persegi). Komponen yang paling mahal, menurut para pemaju, adalah tingkap dan pintu.
Syarikat percaya bahawa percetakan 3D boleh membuat pembinaan bukan hanya jauh lebih cepat tetapi juga lebih mesra alam.
Rumah kaca
Kaca, bahan yang digunakan oleh manusia sejak zaman purba Mesir, telah lama menentang pencetakan 3D. Ini kerana, untuk diproses, bahan perlu dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi sehingga 1,832 darjah Fahrenheit (1,000 darjah Celsius). Walaupun terdapat pencetak 3D industri rumit yang boleh memanaskan bahan kepada suhu yang sangat tinggi menggunakan laser, apabila digunakan pada kaca, produk yang dihasilkan adalah agak mudah dan tidak dapat digunakan.
Penyelidik dari Institut Teknologi Karlsruhe Jerman di Eggenstein-Leopoldshafen menyelesaikan masalah dengan teknik baru yang membolehkan membuat struktur kaca kompleks dengan pencetak 3D konvensional - tanpa memerlukan pemanasan laser.
Sebagai bahan permulaan, jurutera menggunakan kaca cecair yang dipanggil - campuran nanopartikel silika, kaca bahan terbuat dari - tersebar dalam larutan akrilik. Objeknya dicetak 3D dan kemudian terdedah kepada cahaya UV, yang mengeras bahan menjadi sejenis plastik seperti kaca akrilik. Kemudian, objek itu dipanaskan kepada kira-kira 2,372 darjah F (1,300 darjah C), membakar plastik dan menggabungkan nanopartikel silika bersama-sama ke dalam struktur kaca yang lancar dan transparan.
Keju
Tidak seperti kaca, keju boleh dicairkan dengan mudah. Oleh itu, tidak hairanlah para penyelidik menyaksikan produk tenusu sebagai calon ideal untuk eksperimen percetakan 3D dengan makanan.
Satu pasukan penyelidik dari Sekolah Makanan dan Sains Pemakanan di University College Cork di Ireland menggunakan campuran yang serupa dengan yang digunakan untuk membuat keju diproses dan menyerapnya melalui muncung pencetak 3D untuk menghasilkan "baru" jenis diproses keju.
Campuran dipanaskan hingga 167 darjah Fahrenheit (75 darjah Celsius) selama 12 minit, dan kemudian melalui pencetak 3D pada dua kadar penyemperitan yang berbeza. (Kadar penyemperitan ialah kelajuan di mana pencetak menolak keju cair melalui jarum suntik.)
Keju yang diproses mengandungi campuran bahan, termasuk pengemulsi, minyak sayuran tepu, garam tambahan, pewarna makanan, whey dan gula. Ia mungkin tidak betul-betul jenis keju yang sihat, jadi tidak jelas sama ada perlakuan baru akan menerima kelulusan pemakanan ahli pemakanan.
Namun, dari perspektif penyelidik, keju 3D dicetak berjaya. Ia adalah 45 peratus hingga 49 peratus lebih lembut daripada keju diproses yang tidak diolah, sedikit lebih gelap dalam warna, sedikit lebih bertenaga dan lebih cair apabila cair. Kajian ini tidak memberikan kesimpulan tentang rasa.
Manikin bayi seperti kanak-kanak
Bayi yang terasa seperti telah dicetak 3D oleh penyelidik Belanda, yang berharap dapat memperbaiki kaedah latihan untuk doktor yang bekerja dengan bayi baru lahir.
Manikin bayi yang kini digunakan untuk latihan doktor terlalu mekanikal dan tidak memberikan rasa sebenar merawat bayi rapuh, penyelidik utama Mark Thielen, seorang jurutera rekabentuk perubatan di Eindhoven University of Technology di Belanda, memberitahu Live Science pada bulan Mac.
Percetakan 3D membolehkan Thielen dan pasukannya membuat manikin yang tepat secara anatomi yang merangkumi organ dalaman yang realistik. Untuk mencapai tahap ketepatan tertinggi, para penyelidik menggunakan imbasan MRI organ-organ bayi yang baru lahir yang kemudiannya dicetak dengan perincian yang tinggi. Contohnya, hati yang dicetak 3D akan termasuk injap terperinci dan kerja. Manikin juga mempunyai cairan seperti darah yang beredar di uratnya.
Matlamatnya adalah untuk memberikan maklum balas sentuhan yang realistik yang tinggi apabila melakukan campur tangan klinikal terhadap manikin, kata Thielen. Dalam erti kata lain, apabila pakar bedah memindahkan sebahagian daripada manikin atau menggunakan tekanan ke kawasan tertentu, ia merasa dan bergerak seperti hal yang sebenar.
Mata
Mata bercetak 3D telah dicipta oleh penyelidik Belanda yang dapat membantu kanak-kanak yang dilahirkan tanpa mata yang betul-betul berkembang kelihatan normal. Malangnya, prostesis mata 3D yang dicetak tidak akan memberi keupayaan untuk melihat kanak-kanak itu.
Kira-kira 30 dalam setiap 100,000 kanak-kanak dilahirkan dengan syarat-syarat yang dipanggil microphthalmia dan anophthalmia, yang bermaksud bahawa mata mereka sama ada hilang atau kurang berkembang. Akibatnya, soket mata mereka tidak mempunyai sokongan struktur yang diperlukan untuk wajah anak-anak untuk berkembang dengan cara biasa.
Sekiranya orang dewasa kehilangan mata, mereka akan diberi prostesis mata kekal. Ini tidak mungkin berlaku pada kanak-kanak, walau bagaimanapun, yang tumbuh sangat cepat, terutama pada bulan-bulan pertama dan tahun-tahun kehidupan mereka.
Percetakan 3D struktur sokongan sementara, dipanggil conformers, boleh dilakukan dengan cepat, murah dan dalam pelbagai ukuran yang sangat tepat, kata para penyelidik.
Ini adalah sangat penting kerana, tanpa mata, tulang di sekeliling soket tidak mempunyai rangsangan yang betul dan muka tidak membina perkadaran semulajadi.
Conformers telah diuji pada kumpulan kecil lima kanak-kanak pada Mei.
Robot memanjat batu
Robot dengan kakinya yang lembut dicetak kaki 3D menunjukkan keupayaannya yang luar biasa untuk menakluk rupa bumi, tugas yang biasanya melumpuhkan robot tradisional.
Jurutera dari University of California, San Diego, secara digital merangka kaki robot dan memodelkan prestasi dan tingkah lakunya dalam pelbagai situasi - contohnya, pada permukaan yang lembut, berpasir, di ruang sempit atau ketika memanjat batuan.
Mereka akhirnya memilih satu reka bentuk yang terdiri daripada tiga tiub seperti tiub yang bersambung yang terbentuk di dalam dan dibuat dari gabungan bahan lembut dan tegar.
Ketika mereka mengambil langkah, kaki menguji medan sekitarnya dan kemudian menyesuaikan dengan segera, melalui piston yang mengembang dalam urutan tertentu dan menentukan gaya robot.
Kebiasaan reka bentuk, mengikut jurutera, adalah hakikat bahawa kaki robot boleh membengkok dalam semua arah yang mungkin.
"Ketawa"
Seni pertama kali dicipta di angkasa pada bulan Februari tahun ini menggunakan pencetak 3D di atas Stesen Angkasa Antarabangsa.
Sekeping seni mewakili ketawa manusia, dan diciptakan dalam kerjasama antara seniman Israel Eyal Gever dan syarikat yang berpusat di California Made In Space sebagai sebahagian daripada projek bernama #Laugh.
Peminat ruang telah dijemput untuk mengambil bahagian dalam penciptaan sekeping ruang seni melalui aplikasi yang menangkap ketawa pengguna dan mengubahnya menjadi model 3D digital yang menyerupai bintang.
Lebih dari itu, 100,000 orang menyumbang tawa mereka kepada projek itu, yang bermula pada Disember 2016. Pengguna aplikasi kemudian memilih bintang ketawa yang terbaik, berdasarkan ketawa Naughtia Jane Stanko dari Las Vegas. Reka bentuk itu kemudiannya diberikan kepada ISS dan 3D-dicetak pada mesin yang biasanya digunakan untuk membuat alat ganti.
Kamera mikro
Kamera mikro yang boleh digunakan pada dron kecil dan robot atau endoskopi pembedahan telah dicipta oleh penyelidik Jerman dengan bantuan percetakan 3D.
Kamera menyediakan penglihatan mata helang - keupayaan untuk melihat objek jauh dengan jelas sementara pada masa yang sama menyedari apa yang berlaku dalam visi periferal.
Untuk mencipta peranti, jurutera dari Institut Optik Teknikal di University of Stuttgart di Jerman mencetak kelompok empat kanta ke cip penginderaan imej menggunakan teknik yang disebut penulisan laser femtosecond.
Kanta miniatur dari lebar ke sempit dan dari rendah ke resolusi tinggi. Struktur ini membolehkan imej-imej yang digabungkan menjadi bentuk bull's-eye dengan imej tajam di pusat, sama seperti bagaimana melihat helang.
Empat lensa boleh dikurangkan kepada serendah 300 mikrometer dengan 300 mikrometer (0.012 inci, atau 0.03 sentimeter, pada setiap sisi), kira-kira saiz butiran pasir. Tetapi penyelidik mengatakan mereka mungkin dapat menjadikan peranti ini lebih kecil pada masa akan datang apabila cip kecil menjadi tersedia.
