Саморазвитие Cамосовершенствование Личностный рост

Аддитивные технологии – что это такое и где применяются?

Аддитивные технологии

Технологический процесс не стоит на месте, с каждым днем происходит усовершенствование цифровых технологий, что позволяет использовать новшества в различных сферах жизни человека. Аддитивные технологии - одни из самых передовых и востребованных во всем мире.

Аддитивные технологии – что это такое?

Аддитивные технологии (Additive Manufacturing – от слова аддитивность – прибавляемый) – это послойное наращивание и синтез объекта с помощью компьютерных 3d технологий. Изобретение принадлежит Чарльзу Халлу, в 1986 г. сконструировавшему первый стереолитографический трехмерный принтер. Что значит аддитивный процесс послойного создания модели и как он происходит? В современной промышленности это несколько разных процессов, в результате которых моделируется 3d объект:

  • UV-облучение;
  • экструзия;
  • струйное напыление;
  • сплавление;
  • ламинирование.

Материалы, используемые в аддитивных технологиях:

  • воск;
  • гипсовый порошок;
  • жидкие фотополимеры;
  • металлические порошки;
  • разного рода полиамиды;
  • полистирол.

Применение аддитивных технологий

Технологический прогресс способствует производству множества полезных вещей для быта, здоровья и безопасности человека, например аддитивные технологии в авиастроении помогают создавать более высокоэкономичный и легкий по весу авиатранспорт, при этом его аэродинамические свойства сохраняются в полном объеме. Это стало возможным в результате применения принципов строения костей птичьего крыла в проектировании крыльев самолета. Другие сферы применения аддитивных технологий:

  • строительство;
  • сельскохозяйственная промышленность;
  • машиностроение;
  • судостроение;
  • космонавтика;
  • медицина и фармакология.

Аддитивные 3d технологии

Динамически развивающиеся быстрыми темпами аддитивные технологии 3d печати используются в прогрессивных производствах. Существует несколько инновационных видов аддитивных технологий:

  1. FDM (Fused deposition modeling) – изделие формируется послойно из расплавленной пластиковой нити.
  2. CJP (ColorJet printing) – единственная в мире 3d полноцветная печать с принципом склеивания порошка, состоящего из гипса.
  3. SLS (Selective Laser Sintering) – технология лазерного запекания, при которой образуются особо прочные объекты любых размеров.
  4. MJM (MultiJet Modeling) многоструйное 3d моделирование с использованием фотополимеров и воска.
  5. SLA (Laser Stereolithography) – с помощью лазера происходит послойное отвердевание жидкого полимера.
аддитивные_технологии_в_машиностроении

Аддитивные технологии в машиностроении

Джим Корр, американский инженер использует аддитивное производство в машиностроении уже в течении 15 лет. Проект Urbee, компании Kor Ecologic – это создание первого прототипа 3d автомобиля со скоростью 112 км/ч, его кузов и некоторые детали напечатаны на 3d принтере. Другая компания Local Motors в ноябре 2015 г. представила «умный и безопасный» автомобиль LMSD Swim – 75% деталей которого, выполнены с помощью трехмерной печати используя АБС-пластик и углеволокно.

Аддитивные технологии в строительстве

Аддитивное производство зданий и различных сооружений существенно сокращает время застройки. Строительная 3D печать в тренде по всему миру. Эксперименты, производимые на лазерных 3d-принтерах для обывателей выглядят на грани фантастичных. Аддитивные 3D технологии – положительные аспекты в строительстве:

  • экономия времени и финансовых затрат (скорость возведения в считанные дни снижение затрат на логистику, расходные материалы, наем большого количества персонала);
  • воплощение в жизнь любых дизайнерских решений и сложных геометрических форм (средневековые замки, дома в форме астероидов и галактик);
  • возможность строить дома с учетом сейсмоустойчивости в зонах, склонным к землетрясениям и ураганам.

Самые известные 3d строения:

  1. Отель Lewis Grand на Филиппинах, выполненный разработчиком Андреем Руденко.
  2. аддитивные_технологии_отель_на_филлипинах
  3. Китайская вилла от компании Tengda, возведенная в течение 45 дней и транслируемая по телевидению.
  4. фото3_аддитивные_технологии_китайская_вилла
  5. «Офис будущего» построенный в Дубае в 2016 г. Строительство заняло 17 дней и обошлось Правительству ОАЭ $140 000.
  6. аддитивные_технологии_офис_будущего_в_дубаи

Аддитивные технологии в медицине

В 2016 г. для медицины стал прорывом благодаря аддитивным 3d технологиям. Качество медицинских услуг возросло в разы. Аддитивный процесс затронул несколько сфер здравоохранения и это снизило смертность среди пациентов, нуждающихся в качественных и срочных медицинских услугах. Преимущества использования аддитивной 3d печати в медицине:

  1. С помощью томографических снимков стала возможной в высокой точностью печать органа с патологией для изучения тонкостей и нюансов предстоящей операции.
  2. Трансплантология шагнула далеко вперед. Аддитивные технологии здесь решают сразу несколько задач – морально-этическую и сокращение времени ожидания, известный факт, что люди по нескольку лет ждут донорские органы, но иногда счет идет не на года, а на дни и даже часы. В скором времени пересадка искусственно выращенных человеческих органов станет реальностью.
  3. Печать стерильного инструментария. В эпоху тяжелых и неизлечимых вирусных инфекций, одноразовые стерильные инструменты сводят на нет заражение во время медицинских манипуляций.

На сегодняшний день, в медицине успешно применяются следующие продукты аддитивных технологий:

  • искусственно выращенная человеческая кожа (актуальна для пересадки людям с высокой площадью ожогов);
  • биосовместимая костная и хрящевая ткань;
  • печать органов с онкологическим процессом и изучения влияния лекарств на опухоли;
  • стоматологические импланты, протезы, коронки;
  • индивидуальные слуховые аппараты;
  • ортопедические протезы.

Аддитивные технологии в фармакологии

При обилии современных медикаментов, для врача важно знать, что такое аддитивный эффект в лекарствах, от этого зависит успех лечения. Совокупное действие принятых препаратов во время лечения должно быть синергичным (взаимодополняющим и усиливающим), но не всегда это так. Все зависит от индивидуальной непереносимости, состояния организма. Аддитивные технологии приходят на помощь и здесь. Уже тестируются напечатанные 3d таблетки Spritam от эпилепсии, в которых заложена информация о пациенте: пол, вес, возраст, состояние печени, индивидуальная дозировка.

аддитивные_технологии_в_образовании

Аддитивные технологии в образовании

Аддитивные технологии в школе уже активно внедряются, если еще недавно школьники изучали 3d моделирование в специализированных компьютерных программах, то сейчас уже стала возможной печать смоделированного изображения в объеме. Учащиеся наглядно видят свои изобретения, допущенные ошибки и как механизм работает. К 2018 году Министерство образования планирует обучить аддитивным технологиям в учебных заведениях 3000 педагогов.

Технологии, которые станут доступны школьникам и студентам в обозримом будущем:

  • 3D-моделирование, прототипирование, объемное рисование;
  • конструирование 3D оборудования;
  • 3D-сканирование;
  • 3D-печать.

Проблемы аддитивных технологий

Анализ новейших разработок показывает, что аддитивные технологии в будущем – это обычный рядовой процесс, но чтобы науке до этого дорасти предстоит преодолеть много проблем и принять соответствующие решения. Проблемы аддитивных технологий настоящего времени:

  • дороговизна полимерных материалов;
  • трудоемкость процесса на всех этапах (точное воспроизведение всех свойств, дающих четкую 3D печать, устранение погрешностей, сложный процесс отделения побочных продуктов после поликонденсации).
Похожие статьи
Топ-10 предсказаний Симпсонов, которые уже сбылись
Мультик о «Симпсонах» предсказал будущее человечества – его герои знают все о победе Трампа, смертоносных вирусах и грядущих терактах…
Регрессия – что такое регрессия в психологии, медицине, экономике?
Регрессия – многозначный термин, использующийся в разных сферах наук, но обозначающий одно явление – возврат к прошлому. В психологии использование регрессивного гипноза помогает вернуться к травматическому опыту и «переписать» сценарий в позитивном ключе.
Конформность – что такое феномен конформности в психологии?
Конформность – социально-психологический феномен, наблюдаемый еще древними мыслителями философами на заре человечества и описывающими конформное поведение как «стадный» инстинкт, позволяющий чувствовать себя в безопасности.
Поколение Z – что это такое и какие их характерные черты?
Поколение Z – это дети, родившиеся с «кнопкой на пальце», они ориентируются в цифровом пространстве как рыба в воде, не признают авторитетов, самодостаточны, уверены в своей уникальности и готовы предоставить миру крутые новейшие технологии, за ними – будущее.