מבוא
הדפסת תלת מימד אינה חדשה לשנת 2017, אך השנה, החוקרים דחפו את גבולות הטכניקה המדעית לכאורה, הדפיסו חפצים שדרשו פרטים מורכבים - כמו דגם כמו בחיים של יילוד ומצלמה מיקרוסקופית - כמו גם עצמים שנעשו. עם חומרים שעשויים להישמע מפתיעים, כולל גבינה וזכוכית.
המשך לקרוא לקבלת סיכום של הדברים הכי מגניבים ומדליקים שהודפסו בתלת מימד בשנת 2017.
מסכת גורים
גור כלב טרייר טרייר בן 4 חודשים הפך לחולה הראשון שהשתמש במסיכה חדשה המודפסת בתלת מימד כדי לסייע בהחלמה מפציעות פנים חמורות. עצם הלחי הימנית ועצם הלסת של הגור, כמו גם המפרק הזמני-מגדי (המפרק המחבר את עצם הלסת לגולגולת), שברו כאשר כלב אחר תקף אותה.
הגור, ששמו לוקה, היה בר מזל שהוא הגיע לבית הספר לרפואה וטרינרית באוניברסיטת קליפורניה, שם עבדו וטרינרים באוניברסיטה עם עמיתים ממכללת ההנדסה UC דייויס לפיתוח מסכת "Exo-K9 Exoskeleton" לכלבים. . לוקה היה המטופל האידיאלי לבחון את הטכנולוגיה.
ראשית, המהנדסים סרקו את הגולגולת של לוקה כדי לעצב מסכה בהתאמה אישית, שהודפסה אז במדפסת תלת מימד. המסכה החזיקה את עצמות הפנים השבורות של לוקה במקום באותה דרך שבה גבס מחזיק עצמות שבר או רגל שבר. בתוך חודש הגור יכול היה לאכול קשקוש קשה, ובדיקה של 3 חודשים הראתה כי המפרק הזמני-ויבולרי נרפא כצפוי.
שחלות עכבר
עכבר נשי מצויד בשחלות מודפסות בתלת מימד, ילדו גורים בריאים בניסוי שנערך בבית הספר לרפואה באוניברסיטת נורת'ווסטרן פיינברג בשיקגו.
התוצאה הועברה כפריצת דרך, מכיוון שהיא עשויה להוביל יום אחד לדרכים חדשות לטיפול בפוריות אצל בני אדם, אם כי יש צורך במחקר רב יותר. החוקרים אמרו כי זה יכול להיות שימושי במיוחד לנשים שהשחלות שלהן נפגעו בגלל הטיפול בסרטן.
באמצעות טכנולוגיית הדפסת התלת מימד, יצרו החוקרים פיגום נקבובי משוכלל העשוי מג'לטין. (הג'לטין הוא סוג של קולגן, חלבון טבעי שנמצא בגוף האדם בכמויות גדולות.) המבנה איכלס אז בתאי שחלות מעכבר אחר. החוקרים בדקו צורות נקבוביות שונות לפני שנחתו על הצורה המסוימת שסיפקה את התמיכה הנכונה לתאי השחלות.
הניסוי היה הצלחה: התאים שהושתלו החלו להתנהג כמו שתאים בשחלות טבעיות ובריאות, ובסופו של דבר ייצרו הורמונים המניעים את מחזור ההתרבות של העכבר. ומאפשר לה להיכנס להריון.
בית מגורים
בית המגורים המודפס הראשון בתלת ממד הוקם בפחות מ 24 שעות בפרברי מוסקבה במרץ. קירות הבית דמוי הסטודיו בגודל 37 מ"ר (37 מ"ר) הודפסו באמצעות מדפסת תלת מימד בנייה ניידת שפותחה על ידי האתחול שבסיסו במוסקבה, אפיס קור.
במקום להדפיס לוחות בטון בודדים שיורכבו מאוחר יותר ידנית, מדפסת התלת מימד הדפיסה את הקירות והמחיצות כמבנה אחד מחובר לחלוטין, מה שמאפשר את צורתו העגולה יוצאת הדופן של הבית.
הגג, הדלתות והחלונות היו הרכיבים היחידים שהיו צריכים להתקין לאחר מכן על ידי עובדים אנושיים. בית האב-טיפוס עלה כ -10,134 דולר, או 25 דולר למ"ר (275 דולר למ"ר). המרכיבים היקרים ביותר, לטענת היזמים, היו החלונות והדלתות.
החברה מאמינה כי הדפסת תלת מימד עשויה להפוך את הבנייה לא רק למהירה משמעותית, אלא גם ידידותית יותר לסביבה.
בית זכוכית
זכוכית, חומר המשמש את המין האנושי מאז מצרים העתיקה, התנגד זה מכבר להדפסת תלת מימד. הסיבה לכך היא שכדי לעבד את החומר יש לחמם לטמפרטורות גבוהות במיוחד של עד 1,832 מעלות פרנהייט (1,000 מעלות צלזיוס). אמנם קיימים מדפסות תלת מימד מורכבות התעשייתיות שיכולות לחמם חומרים לטמפרטורות גבוהות מאוד באמצעות לייזרים, אך כאשר משתמשים בהן על זכוכית, המוצר שהתקבל היה די מהווה ובלתי שמיש.
חוקרים ממכון טכנולוגיה קרלסרוהה הגרמני באגנשטיין-לאופולדשאפן פתרו את הבעיה בטכניקה חדשה המאפשרת ליצור מבני זכוכית מורכבים עם מדפסת תלת מימד קונבנציונאלית - ללא צורך בחימום הלייזר.
כחומר התחלתי השתמשו המהנדסים במה שנקרא זכוכית נוזלית - תערובת של חלקיקים של סיליקה, זכוכית הזכוכית עשויה - מפוזרים בתמיסה אקרילית. חפץ מודפס בתלת ממד ונחשף לאור UV, אשר מקשה את החומר למעין פלסטיק כמו זכוכית אקרילית. ואז, החפץ מחומם לכ- 2,372 מעלות צלזיוס (1,300 מעלות צלזיוס), שורף את הפלסטיק ומאחז את חלקיקי הנייליקה יחד למבנה זכוכית חלק ושקוף.
גבינה
שלא כמו זכוכית, גבינה ניתנת להמסה בקלות. לכן אין זה מפתיע כי החוקרים ראו במוצר החלב מועמד אידיאלי לניסויים בהדפסת תלת מימד באוכל.
צוות חוקרים מבית הספר למדעי המזון והתזונה באוניברסיטת קולג 'קורק באירלנד השתמש בתערובת הדומה לזו ששימשה להכנת גבינה מעובדת והתיזה אותה דרך זרבובית של מדפסת תלת מימדית כדי ליצור סוג "חדש" מעובד. גבינה.
התערובת התחממה לחום של 167 מעלות פרנהייט במשך 75 דקות (75 מעלות צלזיוס) ואז עברה במדפסת התלת מימד בשני שיעורי שחול שונים. (קצב ההשחזה הוא המהירות בה דוחף המדפסת את הגבינה המומסת החוצה דרך המזרק.)
גבינה מעובדת מכילה תערובת של מרכיבים, כולל מתחלב, שמנים צמחיים רוויים, תוספת מלח, צבעי מאכל, מי גבינה וסוכר. יתכן שזה לא בדיוק סוג הגבינה הבריא ביותר, כך שלא ברור אם הפינוק החדש יקבל חותמת אישור של תזונאית.
ובכל זאת, מבחינת החוקרים, הגבינה המודפסת בתלת מימד הייתה הצלחה. הוא היה 45 אחוז עד 49 אחוז רך יותר מגבינה מעובדת שלא טופלה, מעט כהה יותר בצבע, מעט קפיצי ונוזל יותר כשהוא נמס. המחקר לא סיפק מסקנות לגבי הטעם.
מניקות לתינוקות כמו בחיים
תינוקות שמרגישים כמו אמיתי הודפסו בתלת מימד על ידי חוקרים הולנדים, המקווים לשפר את שיטות האימונים לרופאים העובדים עם יילודים.
החוקרים המנהלים המשמשים כיום להכשרת רופאים הם מכניים מדי ואינם מספקים תחושה אמיתית של טיפול בתינוק שברירי, אמר לחוקר הראשי מארק תילן, מהנדס תכנון רפואי באוניברסיטת איינדהובן בהולנד, ל- Live Science. במרץ.
הדפסת תלת מימד אפשרה לת'ילן וצוותו ליצור גימיקים מדויקים אנטומיים הכוללים איברים פנימיים מציאותיים. כדי להשיג את רמת הדיוק הגבוהה ביותר, החוקרים השתמשו בסריקות MRI של איברי הילודים שהודפסו לאחר מכן ברמת פירוט גבוהה. לדוגמה, לב המודפס בתלת-ממד יכלול שסתומים עובדים מפורטים. למניקים יש אפילו נוזל דמוי דם המסתובב בעורקיהם.
המטרה היא לספק רמה גבוהה של משוב מישושי מציאותי בעת ביצוע התערבויות קליניות במניקינים, אמר תילן. במילים אחרות, כאשר המנתחים מעבירים חלק מהמניקה או מפעילים לחץ על אזור מסוים, הוא מרגיש ונעה כמו הדבר האמיתי.
עיניים
עיניים מודפסות בתלת מימד נוצרו על ידי חוקרים הולנדים שיכולים לעזור לילדים שנולדו ללא עיניים מפותחות כראוי להיראות נורמליות יחסית. לרוע המזל, תותבות העיניים המודפסות בתלת מימד לא יעניקו לילדים את היכולת לראות.
כ -30 מכל 100,000 ילדים נולדים עם מצבים הנקראים מיקרו-פתלמיה ואננתלמיה, מה שאומר שעיניהם חסרות לחלוטין או לא מפותחות. כתוצאה מכך ארובות העיניים שלהם חסרות את התמיכה המבנית שהם זקוקים לפנים של הילדים להתפתח בצורה רגילה.
אם מבוגר מאבד עין, יקבלו לו תותבת עיניים קבועה. עם זאת, הדבר אינו אפשרי אצל ילדים הגדלים מהר מאוד, במיוחד בחודשים והשנים הראשונים לחייהם.
החוקרים אמרו הדפסת תלת מימד של מבנים תומכים זמניים, הנקראים קונפורמרים, במהירות, בזול ובמגוון גדלים מאוד מדויקים.
זה חשוב ביותר שכן, ללא העין, העצם מסביב לשקע חסרה גירוי נאות והפנים לא מפתחות פרופורציות טבעיות למראה.
ההתאמות כבר נבדקו בקבוצה קטנה של חמישה ילדים החל ממאי.
רובוט מטפס סלע
רובוט עם רגליים רכות מודפסות בגומי תלת מימדי הדגים את יכולותיו הנהדרות לכבוש שטח מחוספס, משימה שמשתקת לרוב רובוטים מסורתיים.
מהנדסים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, עיצבו באופן דיגיטלי את רגלי הרובוט ועיצבו את ביצועיו והתנהגותו במצבים שונים - למשל על משטח רך וחולי, בחללים צרים או בעת טיפוס מעל סלעים.
בסופו של דבר הם בחרו בעיצוב שהורכב משלושה צינורות דמויי ספירלה מחוברים שהם חלולים מבפנים ועשויים משילוב של חומרים רכים ונוקשים.
תוך כדי צעד, הרגליים בודקות את השטח שמסביב ואז מתכווננות באופן מיידי, דרך בוכנות המתנפחות בסדר מסוים וקובעות את מהלך הרובוט.
החידוש בעיצוב, לטענת המהנדסים, הוא העובדה שרגלי הרובוט יכולות להתכופף לכל הכיוונים האפשריים.
"צחוק"
יצירת האמנות הראשונה אי פעם נוצרה בחלל בפברואר השנה באמצעות מדפסת תלת ממדית על סיפון תחנת החלל הבינלאומית.
יצירת האמנות מייצגת צחוק אנושי, ונוצרה בשיתוף פעולה בין האמן הישראלי אייל גבר והחברה שבסיסה בקליפורניה Made In Space כחלק מהפרויקט שנקרא #Laugh.
חובבי החלל הוזמנו להשתתף ביצירת יצירת האמנות החלל באמצעות אפליקציה שתופסת את צחוק המשתמשים והופכת אותה לדגם תלת ממדי דיגיטלי הדומה לכוכב.
יותר מ- 100,000 איש תרמו את צחוקם לפרויקט שהחל בדצמבר 2016. לאחר מכן משתמשים באפליקציות בחרו בכוכבת הצחוק הטובה ביותר, שהתבססה על צחוקה של נאודיה ג'יין סטנקו מלאס וגאס. העיצוב הוקרן לאחר מכן ל- ISS והודפס בתלת ממד על מכונה המשמשת בדרך כלל לייצור חלפים.
מיקרו-מצלמה
מצלמה מיקרו שיכולה לשמש למל"טים זעירים ורובוטים או אנדוסקופים כירורגיים נוצרה על ידי חוקרים גרמנים בעזרת הדפסת תלת מימד.
המצלמה מספקת ראיית עין נשר - יכולת לראות אובייקטים רחוקים בבירור, ובו בזמן להיות מודעת למתרחש בראייה היקפית.
כדי ליצור את המכשיר הדפיסו מהנדסים מהמכון לאופטיקה טכנית באוניברסיטת שטוטגרט בגרמניה אשכולות של ארבע עדשות על שבב חישת תמונה בטכניקה הנקראת כתיבת לייזר femtosecond.
עדשות המיניאטור נעות בין רחב לצר ובין רזולוציה נמוכה עד גבוהה. מבנה זה מאפשר לשלב תמונות לצורת עין שור עם תמונה חדה במרכז, בדומה לאופן בו נשרים רואים.
ניתן להרחיב את ארבע העדשות עד לגודל של 300 מיקרומטר על 300 מיקרומטר (0.012 אינץ ', או 0.03 סנטימטרים, מכל צד), בערך בגודל גרגר חול. אולם החוקרים אומרים כי יתכן שהם יוכלו להפוך את המכשיר לקטן עוד יותר בעתיד כאשר שבבים קטנים יותר יהיו זמינים.
