Пять невероятных тенденций, которые будут формировать наше 3D-печатное будущее

Пять невероятных тенденций, которые будут формировать наше 3D-печатное будущее

Самовосстанавливающиеся трубы. Печатные органы. Пуленепробиваемые футболки. Вы серьезно?
В апреле меня попросили выступить на ежегодной конференции TED в Ванкувере (после Билла Гейтса... на минуточку!) на тему 3D-печатного производства и последствий его глобального применения. Я подробно изложил свои мысли о том, почему переход к такой разработке является не только вероятным, но и неизбежным, в своих предыдущих статьях для Forbes. Теперь давайте сделаем шаг в увлекательное будущее, где повседневная жизнь будет зависеть от нескольких мощных сил, непосредственно связанных с 3D-печатной продукцией.

Как это, жить в 3D-печатном мире? Представьте себе влияние следующих пяти направлений:

1. Локализованное производство потребительских и промышленных товаров:  Биз Стоун, соучредитель Twitter, недавно предсказал, что Nike может через 10 лет стать компанией, разрабатывающей программное обеспечение. Если это произойдет, то, безусловно, благодаря 3D-печатному производству. В будущем оно станет к нам намного ближе. Например, в некий прекрасный день вы понимаете, что сломался один из роликов в посудомоечной машине. Вы просто ищете этот компонент в Интернете, распечатываете его дома или на коммерческом 3D-принтере неподалеку и получаете новый. Ваша дочь выросла со своей 3D-печатной  обуви? Бросьте старую пару в устройство для переработки материалов и распечатайте новую, только большую на один размер.
Производство собственных потребительских товаров, как в приведенном выше примере, сделает удовлетворение наших надобностей в домашнем обиходе эффективным, удобным и доступным. Но экономический эффект локализованного промышленного изготовления на индустрию будет еще более драматичным. Скоро во всем мире цифровые 3D-печатные заводы различных размеров и мощностей будут подключены к глобальной сети производства, формируя так называемую прямую цифровую разработку. Такая способность изготавливать компоненты и готовую продукцию недалеко от места ее использования будет намного более эффективной, чем сегодняшние глобальные источники производства. Ваша компания не участвует в широкомасштабной цепочке поставок? Все равно Вам рано расслабляться. Локализованное изготовление резко снизит (или вообще исключит!) их. PWC недавно сообщила, что примерно 40% воздушных и морских поставок грузов находится под угрозой. Последствия этого нарушения на цепочки поставок и всех их участников огромны.

2. Использование индивидуальных материалов: Возможность использовать индивидуальные материалы для производства, в том числе печать живой ткани, будет иметь по-настоящему преобразующий характер. Врачи уже используют 3D-печать для создания персональных коленных суставов для каждого пациента. Очень скоро сам материал будет содержать обезболивающее и антибиотики, предназначенные для медленного выделения с течением времени. Прогрессивные предприниматели, такие как д-р Даниэль Столяров, уже экспериментируют с 3D-печатью, используя графен  – достаточно гибкое и прозрачное вещество, в 100 раз прочнее стали! Пуленепробиваемый костюм Супермена становится реальностью? Да, как и печать сложных функциональных живых тканей из человеческих клеток (в том числе стволовых). Эти методы уже применяются для уменьшения потребности в эпителии и органах, пригодных для трансплантации. 3D-биопечать имеет потенциал полностью перекроить индустрию здравоохранения.


3D-печатный микро литий-ионный аккумулятор Дженнифер Льюис из Гарвардского университета

3. Нанопечать: На рисунке выше вы можете увидеть 3D-печатный литий-ионный аккумулятор, созданный Дженнифер Льюис и ее командой из Гарвардского университета. Он работает по принципу обычного накопителя, за исключением того, что размер его не больше песчинки! Такие аккумуляторы можно использовать для питания миниатюрных медицинских устройств, компактных электронных девайсов или даже крошечных роботов. Вы слышали об удивительных достижениях в области нанотехнологий, а именно об изготовлении невероятно малых частиц вплоть до атомов и молекул? 3D-нанопечать позволяет  быстро прототипировать микро- и наноструктуры. Применение концепции 3D-печати к таким технологиям сделает нанопроизводство быстрым и эффективным, а, следовательно, и рентабельным в экономическом плане, гораздо раньше, чем предполагают большинство футуристов.


Отдельные компоненты, размером в 5 нанометров (изображение: Л. Межа, Л. Монтемайор, Н. Кларк, Дж. Грир / Калифорнийский технологический институт)

4. Целенаправленное проектирование: 3D-печать позволяет реализовать почти неограниченный уровень сложности как с точки зрения геометрии, так и материалов. Ограничивающим фактором в процессе того, чтобы в полной мере воспользоваться такими возможностями, является человек.  Но что если компьютер может автоматически генерировать сотни и сотни вариаций дизайна до тех пор, пока не будет решена конкретная  проблема? Это – суть целенаправленного проектирования. В настоящее время инструменты системы автоматизированного проектирования (CAD) используются для того, чтобы вручную создавать, документировать и анализировать дизайны. Но благодаря целенаправленному проектированию вы сможете указывать конкретные цели для таких свойств,  как прочность, вес и долговечность, а компьютер сгенерирует сотни дизайнов, давая оценку и рекомендации лучшим из них, учитывая цель использования. Объединяя неограниченные варианты форм и материалов для 3D-печати и мощное компьютерное вычисление, мы сможем получить такие проектировки, которые ни один человек не смог бы себе представить. В будущем лучшими будут не те, кто придумает преимущественный дизайн, а те, кто сумеет поставить компьютеру лучшие вопросы.


Целенаправленные дизайны с использованием 3D-печати и программного обеспечения Autodesk Dreamcatcher

5. 4D-печать: До этого момента вы видели, куда нас может привести 3D-печать. Но готовы ли вы к 4D-печати? С помощью этой новой технологии есть возможность напечатать 3D-объект, который в какой-то момент в будущем сможет автоматически самостоятельно собраться или деформироваться при изменениях в окружающей среде, таких как температура или влажность. Это четвертое измерение. О такой технологии впервые заговорил Скайлар Тиббитс из Массачусетского технологического института. Она имеет широкое влияние на потребителей и промышленность. Представьте себе строительный кирпич, который набирает свой полный вес и обретает структуру только после попадания на него воды уже на том месте, где будет использоваться. Вообразите, что гидравлические трубы автоматически восстанавливаются в случае повреждений. Будьте готовы носить кроссовки, превращающиеся в кеды при беге либо же такие, на которых вырастают шипы, если вы ходите по траве, или которые становятся водонепроницаемыми во время дождя. Хотя эта технология все еще является новой, она обещает вывести  3D-печать на совершенно новый уровень.

 

Будет ли жизнь в 3D-печатном будущем действительно сильно отличатся от сегодняшней? Никто не знает наверняка. Мы по-прежнему будем надевать обувь сначала на одну ногу, потом на другую. Тем не менее ее можно будет напечатать прямо у себя дома со сложными формами и индивидуально подобранными свойствами материалов на основе наших уникальных измерений ног, строго придерживаясь при этом  выбранной модели. Такая обувь сможет автоматически реагировать на нашу среду обитания и использовать встроенные микродатчики  для отправки  информации на персональное облако. 
Но, думаю, в любом случае можно будет украсить ее товарным знаком Nike в виде галочки!

Источник
Переведено smileexpo.ru

Еще по теме