printare 3d

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Un laser selectiv al unei mașini de realizat prototipuri rapide .

Prin imprimarea 3D ne referim la crearea de obiecte tridimensionale prin fabricarea aditivă , pornind de la un model 3D digital. Modelul digital este produs cu software dedicat și procesat ulterior pentru a fi apoi creat cu diferite tehnologii, inclusiv cea care construiește prototipuri strat cu strat, printr-o imprimantă 3D.

fundal

Imprimarea 3D s-a născut în 1986 , odată cu publicarea brevetului lui Chuck Hull [1] , care inventează stereolitografia , pe care el însuși o definește:

„Un sistem pentru generarea de obiecte tridimensionale bazat pe crearea unui model transversal al obiectului care urmează să fie construit, pe suprafața unui mediu fluid capabil să-și modifice starea fizică ca răspuns la stimuli sinergici precum radiații incidente, bombardarea particulelor sau reacții chimice, în folii adiacente reprezentând secțiunile transversale adiacente succesive ale obiectului care se integrează între ele, asigurând o creștere progresivă prin apoziția obiectului dorit, prin care un obiect este creat dintr-o suprafață substanțial plană a mediului fluid în timpul proces de formare. "

Din 1986, imprimarea 3D a evoluat și s-a diferențiat, odată cu introducerea de noi tehnici de imprimare [2] [3] și nenumărate materiale cu caracteristici mecanice diferite, imprimabile atât singure, cât și în combinație, permițând răspândirea acestei tehnici de producție în multe domenii, variind de la industrie la sectoarele medical [4] și intern.

Din 2009, odată cu expirarea brevetului 5.121.329 privind tehnologia FDM , costul imprimantelor 3D s-a contractat semnificativ, făcându-le accesibile pentru întreprinderile mici și mijlocii și facilitând intrarea lor în lumea birourilor.

Deși prototiparea rapidă domină utilizările actuale, imprimantele 3D oferă un mare potențial pentru aplicațiile de fabricație. Tehnologia se folosește și în sectoarele de bijuterii, pantofi, design industrial, arhitectură, automobile, aerospațială, medicală și dentară. Din 2018, unele companii au început să producă produse de serie prin tehnologii de imprimare 3D, de exemplu Adidas produce tălpile modelului său de pantofi de alergare prin tehnologia Clip (similar stereolitografiei), iar General Electric realizează injectorele metalice ale unui motor de aeronave cu EBM (Electron Tehnologia Beam Melting). [5]

În ianuarie 2012 The Pirate Bay a anunțat crearea categoriei Physible pentru fișierele care conțin descrierea obiectelor tridimensionale care urmează să fie tipărite [6] .

Caracteristici

Imprimante 3D:

  • în general, sunt mai rapide, mai fiabile și mai ușor de utilizat decât alte tehnologii de fabricație subtractive.
  • oferă posibilitatea de a imprima și asambla piese realizate din diferite materiale cu proprietăți fizice și mecanice diferite într-un singur proces de construcție. Tehnologiile avansate de imprimare 3D creează modele care imită foarte atent aspectul și funcționalitatea prototipurilor.

O imprimantă tridimensională funcționează luând un fișier 3D de pe un computer și folosindu-l pentru a realiza o serie de porțiuni transversale. Fiecare porțiune este apoi imprimată una peste alta pentru a crea obiectul 3D.

„Imprimarea tridimensională face la fel de ieftină crearea obiectelor individuale, precum creează mii și astfel subminează economiile de scară . Ar putea avea un impact la fel de profund asupra lumii ca apariția fabricii ... Așa cum nimeni nu ar fi putut prezice impactul motorului cu aburi în 1750 - sau al tiparului în 1450 sau al tranzistorului în 1950 - este imposibil de prezis impactul pe termen lung al imprimării 3D. Dar tehnologia vine și este probabil să subverseze fiecare câmp pe care îl atingeți ".

( The Economist , într-un editorial din 10 februarie 2011 [7] )

Metode utilizate

Imprimarea 3D, numită și prototipare rapidă, este o tehnologie aditivă care vă permite să creați un obiect strat cu strat, pornind direct de la un model CAD 3D. Există mai multe tehnologii pentru imprimarea 3D și diferențele lor principale se referă la felul în care sunt tipărite straturile. Unele metode folosesc materiale care se topesc, se sinterizează sau se înmoaie cu căldură (de obicei produsă de radiația dintr-o sursă de radiație electromagnetică sau un fascicul de electroni) pentru a produce straturile, de ex. sinterizarea selectivă cu laser (SLS) și modelarea prin depunere prin topire ( modelare prin depunere prin topire, FDM), în timp ce altele depun materiale lichide care sunt făcute să se întărească cu diferite tehnologii. În cazul sistemelor de laminare, există straturi subțiri care sunt tăiate în funcție de formă și unite între ele.

Fiecare metodă are propriile sale avantaje și dezavantaje și, în consecință, unele companii oferă o alegere între pulbere și polimer ca material din care este fabricat obiectul. În general, principalii factori luați în considerare sunt viteza, costul prototipului tipărit, costul imprimantei 3D, alegerea materialelor, culorile disponibile etc. [8]

În procesarea digitală a luminii (DLP), o cuvă de polimer lichid este expusă la lumina unui proiector DLP în condiții de lumină inactină . Polimerul lichid expus se întărește. Placa de construcție se deplasează apoi în mici trepte și polimerul lichid este din nou expus la lumină. Procesul se repetă până când modelul este construit. Polimerul lichid este apoi drenat din rezervor, lăsând modelul solid. Imprimanta ZBuilder Ultra sau 3DL sunt exemple de sistem de prototipare rapidă DLP.

Modelarea prin depunere prin fuziune (FDM) derivă dintr-o tehnologie aplicată istoric de exemplu în sudarea foilor de plastic, în lipirea la cald și în aplicarea automată a garniturilor din polimer. La începutul anilor '80 a fost apoi adaptată de Hideo Kodama și ulterior de S. Scott Crump [9] la o structură carteziană, odată ce brevetul a expirat, această tehnologie a devenit un obiect comercial datorită intervenției lui Stratasys.

Metoda FDM se bazează pe o duză care depune un polimer topit strat cu strat pentru a crea geometria piesei. Cei mai cunoscuți polimeri utilizați cu metoda FDM sunt PLA (acid polilactic) și ABS (acrilonitril butadien stiren). PLA este extrudat în mod normal la o temperatură de topire care variază între 180 ° C și i 220 ° C , în timp ce ABS între 220 ° C și 250 ° C. Spre deosebire de ABS, PLA nu emite vapori potențial dăunători atunci când este topit și extrudat. Obiectele turnate cu ABS sunt mai puțin fragile, mai rezistente la temperaturi ridicate și mai flexibile decât obiectele turnate PLA.

O altă abordare numită SLS este fuziunea selectivă a unui mediu imprimat într-un pat granular. În această variantă, mediul nefuzionat servește la susținerea proeminențelor și a pereților subțiri din piesa care se produce, reducând nevoia de suporturi temporare auxiliare pentru piesa de prelucrat. În mod normal, se utilizează un laser pentru sinterizarea mediului și formarea solidului. Exemple ale acestei tehnici sunt SLS și DMLS ( sinterizare directă cu laser metalic ), care utilizează metale.

În cele din urmă, configurațiile ultra-subțiri sunt realizate utilizând tehnica de microfabricare 3D a fotopolimerizării cu doi fotoni . În această abordare, obiectul 3D dorit este evidențiat într-un bloc de gel de un laser concentrat. Gelul este întărit într-un solid în punctele în care laserul a fost concentrat, datorită naturii neliniare a fotoexcitației, iar gelul rămas este apoi spălat. Configurațiile cu dimensiuni sub 100 nm sunt ușor de produs, precum și structuri complexe, cum ar fi piese mobile și interblocabile.

Spre deosebire de stereolitografie , imprimarea 3D Binder Jetting este optimizată pentru viteză, costuri reduse și ușurință în utilizare, făcându-l adecvat pentru vizualizarea modelelor dezvoltate în etapele conceptuale ale proiectării tehnice până în primele etape ale testării funcționale. Nu sunt necesare substanțe chimice toxice precum cele utilizate în stereolitografie și este necesară o lucrare minimă de finisare după imprimare; trebuie doar să utilizați imprimanta în sine pentru a arunca praful din jur după procesul de imprimare. Amprentele de pulbere lipite pot fi consolidate în continuare prin impregnarea cu ceară sau polimer termorezistent. În FDM piesele pot fi întărite prin introducerea unui alt metal în piesă prin absorbție prin capilaritate.

În 2006, Sébastien Dion, John Balistreri și alții de la Bowling Green State University au început cercetarea mașinilor de prototipare rapidă 3D, creând obiecte de artă ceramică tipărite. Această cercetare a condus la inventarea pulberilor ceramice și a sistemelor de legare care permit imprimarea materialului argilos dintr-un model de computer și apoi arderea pentru prima dată. [10]

Rezolutia

Rezoluția este exprimată în grosimea stratului și rezoluția XY în dpi . Grosimea straturilor este de obicei de aproximativ 100 micrometri (0,1 mm), în timp ce rezoluția XY este comparabilă cu cea a imprimantelor laser. Particulele (puncte 3D) au un diametru de aproximativ 50 până la 100 micrometri (0,05-0,1 mm). În metoda FDM rezoluția medie (și în majoritatea cazurilor utilizată) este de 0,2 mm. Cu cât grosimea stratului este mai mică, cu atât rezoluția este mai mare și, de asemenea, timpul de imprimare este mai mare. De asemenea, în FDM, de exemplu, 0,3 mm-0,4 mm sunt rezoluții mici, în timp ce 0,05 mm până la 0,1 mm sunt rezoluții foarte mari.

Umplutura

O caracteristică specială și foarte importantă a tipăririlor 3D este umplerea (tradusă ca „Umplere”). Este o grilă care este tipărită în interiorul obiectului strat cu strat. Există mai multe rețele din care puteți alege, unul dintre cele mai frecvente fiind rectiliniu , un set de multe pătrate. Un alt, de exemplu, este fagurele sau „Fagurele”, format dintr-un set de hexagoni și care seamănă cu un fagure de miere. Cu toate acestea, cea mai importantă caracteristică a umpluturii este procentul de umplutură . Un procent ridicat (cel mai mare este 100%, obiectul complet plin, cel mai mic 0%, obiectul complet gol) este asociat cu o rezistență mai mare a piesei și, de asemenea, un timp mai lung de imprimare. Un procent redus economisește o cantitate considerabilă de material și timp de imprimare. În mod normal, în metoda FDM, o umplere de 20-25% constituie un bun raport de rezistență-material / timp. Când imprimarea este terminată, umplutura nu mai este vizibilă, deoarece imprimanta imprimă straturi complet complete (atât inferioare, cât și superioare), ceea ce face ca suprafața să fie uniformă. Numărul straturilor superioare inferioare solide este un alt parametru de imprimare.

Procesul de tipărire

Pentru a putea imprima 3D un obiect aveți nevoie de un model 3D care este produs cu software de modelare 3D precum Blender , AutoCAD și OpenSCAD . Deci, fie că aveți abilități bune de modelare, fie există soluții cu un scaner 3D pentru a putea reproduce obiectul pe care doriți să-l imprimați. După acest pas, modelul este salvat în format. STL și încărcați-l într-un software de tranșare . Există diferite tipuri, atât open source, cât și proprietare și printre cele mai faimoase putem găsi CURA, Slic3R și gazda Repetier. În aceste software puteți seta toate datele imprimantei 3D și mulți parametri pentru imprimare, cum ar fi grosimea stratului, umplutura , viteza de imprimare. Odată ce toți parametrii au fost introduși, obiectul poate fi tipărit salvând fișierul într-un format special care poate fi citit de imprimanta 3D, G-Code .

Aplicații și utilizare

Imprimarea 3D este utilizată în mod obișnuit în vizualizarea modelelor, prototiparea / CAD, turnarea metalelor, arhitectură, educație, inginerie geospațială, asistență medicală și divertisment / retail. Alte aplicații ar include reconstrucția fosilelor în paleontologie , replicarea artefactelor antice și neprețuite în arheologie, reconstrucția oaselor și a părților corpului în criminalistică și reconstrucția dovezilor grav deteriorate dobândite în urma investigațiilor de la locul crimei. Folosind procese speciale de scanare și imprimare 3D, este posibilă și reproducerea patrimoniului cultural.

Mai recent, a fost sugerată utilizarea tehnologiei de imprimare 3D pentru expresii artistice. [11] Artiștii au folosit imprimante 3D în diferite moduri. [12]

Tehnologia de imprimare 3D este în prezent studiată de companiile și academiile de biotehnologie pentru o posibilă utilizare în aplicații de inginerie a țesuturilor în care organele și părțile corpului sunt construite folosind tehnici cu jet de cerneală. Straturile de celule vii se depun pe un mediu gelatinos și se acumulează încet pentru a forma structuri tridimensionale. S-au folosit diferiți termeni pentru a se referi la acest domeniu de cercetare: tipărirea organică, bio-tipărirea și ingineria țesuturilor asistată de computer, printre altele. [13] Imprimarea 3D poate produce o înlocuire personalizată a șoldului într-un singur pas, cu partea sferică a articulației permanent în cavitatea articulației și chiar și cu rezoluțiile actuale de imprimare, unitatea nu va necesita lustruire.

Datorită imprimantelor 3D a fost posibilă și crearea de case ecologice, cum ar fi Villa Asserbo, în Danemarca , la 60 km nord de Copenhaga . Arhitecții danezi din eentileen (creatorii) au introdus planurile digitale ale casei într-o imprimantă CNC - echipată cu un burghiu de dimensiunea unei camere - care le-a permis să finalizeze construcția în doar patru săptămâni folosind 820 foi de placaj. păduri finlandeze certificate.

Utilizarea tehnologiilor de scanare 3D permite reproducerea obiectelor reale fără utilizarea tehnicilor de turnare , care în multe cazuri pot fi mai scumpe, mai dificile sau chiar mai invazive de realizat; în special cu artefacte prețioase sau delicate ale patrimoniului cultural [14] în care contactul direct al substanțelor de turnare ar putea deteriora suprafața obiectului original.

Există, de asemenea, imprimante 3D capabile să utilizeze materiale adiționale. Acest tip de imprimante contribuie favorabil la ecologia planetei noastre, deoarece vă permit să faceți alimente în totală autonomie, eliminând emisiile de carbon generate în timpul transportului bunurilor alimentare. În acest sens, 2 băieți canadieni (Charles Mire și Andrew Fickle) au arătat lumii imprimanta numită „Discov3ry Paste Extruder”, costând 379 USD, care vă permite să imprimați sos wasabi, pastă de lemn, argilă, ceramică și chiar Nutella. [15 ] .

În ceea ce privește sectorul farmacologiei, în acest domeniu au fost implementate și soluții care permit crearea de medicamente personalizate. De fapt, o echipă de cercetători din Preston (Marea Britanie) a creat o imprimantă 3D care permite nu numai să imprime tablete la fel ca altele deja existente, ci și să creeze medicamente personalizate pentru fiecare pacient.

Utilizarea la domiciliu

Există imprimante care îndeplinesc cele mai diverse nevoi, de la cele pur didactice sau hobbyiste care folosesc utilizarea filamentelor termoplastice până la cele din sferele profesionale (prototipare, arhitectură, mecanică, medicină, aurar etc.) care utilizează tipărirea mai mare sau tehnologii rafinate precum DLP și DLS care permit atingerea unor grade foarte ridicate de definiție.

În acest fel, este posibil ca tehnologiile utilizate până acum de producția industrială să fie disponibile pentru întreprinderile mici și mijlocii.

Versiunea RepRap 2.0 (Mendel)

Au fost depuse diverse eforturi pentru a dezvolta imprimante 3D potrivite pentru uz casnic și pentru a face această tehnologie disponibilă la prețuri accesibile pentru mulți utilizatori finali individuali. O mare parte a acestei activități a fost condusă și concentrată pe comunitatea de utilizatori DIY / entuziaști / precoce, cu legături către mediul academic.

RepRap este un proiect care își propune să producă o imprimantă FLOSS 3D, ale cărei specificații complete sunt distribuite sub licența publică generală GNU și care poate imprima o copie a sa. Începând cu noiembrie 2010, RepRap putea imprima doar piese din plastic . Cercetările sunt în desfășurare pentru a permite dispozitivului să imprime plăci de circuite imprimate , precum și piese metalice.

Un alt proiect care a parcurs un drum lung și care a moștenit multe de la RepRap este Thing-o-Matic al MakerBot Industries . Thing-o-Matic a fost prima imprimantă vândută sub formă de kit și răspândită în toată lumea. Modelul Replicator al Makerbot înlocuiește Thing-o-Matic. Replicatorul a fost un mare succes la CES din Las Vegas 2012.

De asemenea, în Italia au fost dezvoltate imprimante 3D, inclusiv Sharebot, FABtotum [16] , Galileo by Kentstrapper, Playmaker care, cu un volum de imprimare mai mare, îl face accesibil și pentru uz profesional și privat, PowerWasp, creat de Wasp Project care lucrează pentru a disemina cele mai avansate tehnologii și a le face accesibile tuturor, cunoștințe egale și oportunități egale pentru a elibera creativitatea și a relansa economia de jos. Au fost prezentate imprimante 3D numite „extruder dublu”, precum Sharebot Next Generation sau Markebot Replicator 2X și XYZ DaVinci 2.0. Aceste imprimante vă permit să imprimați un model folosind două filamente, permițând modelului să aibă două culori diferite.

Utilizarea alimentelor

De la prima sa evoluție, imprimarea 3D s-a arătat foarte interesată de sectorul alimentar, atât de mult încât în ​​Statele Unite au fost deja deschise câteva restaurante demonstrative care pregătesc mâncarea doar prin utilizarea imprimantelor 3D. Aceste alimente variază de la ciocolată la zahăr, de la pizza la biscuiți, de la paste la legume.

Sectorul este total în frământări, iar în 2014 Barilla și-a arătat intenția de a dezvolta o imprimantă 3D capabilă să imprime paste în formate personalizabile pentru orice restaurant.

La sfârșitul anului 2014, Barilla a finalizat un concurs la care au participat peste cinci sute de designeri care au creat 216 modele unice de paste. Cele trei tipuri de paste "Rosa Pasta", "Vortipa" și "Lune" au fost aleși câștigători ai competiției, iar Barilla a răsplătit designerii cu un premiu de 800 EUR. [17]

La Cibus 2016 (expoziția internațională despre ultimele tendințe alimentare desfășurate la Parma ), Barilla a prezentat un nou prototip de imprimantă 3D care, utilizând ingredientele conținute într-un cartuș, este capabil să imprime paste proaspete frământând apă și griș de grâu dur. Acest prototip poate fi utilizat în casă sau în restaurante sau companii. [18]

Folosiți în spațiu

În 2013 s- a născut proiectul AMAZE (Fabricarea aditivă care vizează zero deșeuri și producția eficientă a produselor metalice de înaltă tehnologie, ceea ce înseamnă: producția eficientă a produselor metalice de înaltă tehnologie cu fabricație aditivă prin „Zero Garbage” ), un consorțiu format din 28 de companii pentru a aduce imprimarea 3D în spațiu și pentru a putea imprima în mod autonom piese de schimb din metal, care conțin costuri și minimizează deșeurile [19] [20] .

În prezent, există încă unele probleme tehnice pentru a ajunge la producția de metale de calitate industrială.

În ceea ce privește tehnologia 3D Contour Crafting [21] , NASA se gândește la un sistem pentru a trimite imprimanta 3D care utilizează această tehnologie specială către alte planete, pentru a construi case în totală autonomie.

Construcția componentelor satelitului pentru utilizarea spațiului prin utilizarea tehnologiei de imprimare 3D este în prezent testată deAgenția Spațială Europeană (ESA). În special, se efectuează verificări la antenele radio 3D pentru utilizare prin satelit. Cercetarea se desfășoară la instalația de testare a antenei compacte, din Noordwijk . [22]

Tot de către ESA, se studiază posibilitatea trimiterii de roboți pe Lună pentru a putea construi de la distanță baze pe suprafața lunară în pregătirea trimiterii echipajelor umane. Această lucrare ar fi efectuată cu module gonflabile care acționează ca suport și cu roboți cu capacitatea de a transporta și sinteriza nisipul lunii pentru a crea un scut în afara modulului gonflabil [23] .

În noiembrie 2014, astronautul Samantha Cristoforetti a adus la bordul stației spațiale internaționale o imprimantă 3D, numită POP3D (Portable On-Board Printer) [24] , cu care primul obiect din istorie a fost tipărit în spațiu. Proiectul, în principal italian [25], are ca obiective studiul tehnologiei aditive pentru aplicații viitoare în domeniul spațial.

Utilizarea clădirii

Proiect de imprimare a unei case cu o imprimantă 3D în Amsterdam
Interiorul imprimantei 3D pentru a construi clădiri în Amsterdam

Din 2016, materialele și imprimantele 3D au fost testate în totalitate pentru sectorul construcțiilor / arhitecturii. Demne de remarcat sunt experimentele italianului Enrico Dini și ale companiei sale D-Shape, care au reușit să tipărească piatra. WASP, o altă companie italiană, a reușit să tipărească obiecte din lut.

În afara Italiei există evoluții notabile în special în dezvoltarea materialului ciment: în China au reușit să tipărească zece case de beton în 24 de ore; în timp ce în California de Sud, grație proiectului Contour Crafting, a fost concepută o imprimantă capabilă să construiască o casă [21] de 100 m 2 , cu pereți și plăci. Tot în China, în 2015, compania WinSun a construit o vilă de 1.100 m ^ 2 și un condominiu cu 6 etaje. [26]

Un alt proiect foarte interesant vine din Spania și se numește Minibuilders: sunt niște roboți mici care, în timp ce se deplasează pe piste, eliberează material. Potențial, acești mici roboți ar putea imprima volume de dimensiuni infinite.

În Italia, a fost produsă prima clădire prefabricată pliabilă pentru uz rezidențial (MADI., Modul de locuințe implementabile), ridicată timp de 6 ore în rândul persoanelor fără adăpost din Abruzzo. [27]

În Statele Unite, există un brevet pentru o imprimantă 3D sub forma unei macarale aeriene care promite să construiască o casă de 75 de metri pătrați în 24 de ore la un cost de aproximativ 4.000 de dolari. [28] [29] [30]
După prima casă construită în Austin în 2018, [31] , a început construcția a 50 de case pentru familiile sărace din orașul Nacajuca . [32] [33] În ianuarie 2020, primele două unități, de 47 metri pătrați, au fost finalizate. [34]

În 6 și 7 octombrie 2018, în Massa Lombarda a fost prezentată prima casă din lume din pământ brut, utilizând imprimarea 3D. [35] [36]
În aceeași perioadă, haus.me a industrializat prima casă construită în imprimare 3D și complet autonomă din punct de vedere energetic. [37]

Utilizare în medicină

În sectorul medical, imprimarea 3D pare a fi o înflorire a noilor proiecte, în special în ramura combinării tipăririi aditive cu tehnicile de imagistică 3D: este de fapt posibil „digitalizarea” pacientului utilizând tehnologiile tradiționale (de exemplu CT) și modelul o proteză sau o bucată de organ perfect adaptată cu costuri și timp reduse. Anterior, în schimb, a fost necesar să se recurgă la producția de matrițe și / sau la lucrări costisitoare de prelucrare mecanică pentru care „personalizarea” protezei era foarte costisitoare, având în vedere necesitatea de a amortiza costul tuturor proceselor complexe utilizate pentru realizare cu un singur intervenție chirurgicală.de o singură proteză.

Primul transplant de craniu tipărit 3D la un pacient a fost efectuat în Utrecht . Calota a fost realizată cu o rășină specială prin utilizarea unei imprimante 3D. Alte utilizări posibile ale imprimantei 3D aplicate medicamentelor sunt pentru a sprijini tehnicile chirurgicale actuale: de exemplu, grație reconstrucției 3D a inimii unui bebeluș de 14 luni, o echipă specializată a reușit să efectueze o operație care a fost anterior de necrezut.

La Institutul ortopedic Rizzoli din Bologna , în 2015, a fost efectuată prima înlocuire a vertebrelor afectate de tumori cu vertebre de titan, modelată în funcție de constatările tomografice ale pacientului și imprimată 3D [38] . Structura s-a ocupat și de reconstrucția, cu aceeași tehnică, a oaselor pelvisului afectate de tumori osoase.

În Brazilia, la ceremonia de deschidere a Cupei Mondiale din 2014 , un tânăr paraplegic a reușit să lovească o minge datorită unui exoschelet controlat mental. Centrul nervos al exoscheletului, casca, a fost imprimat 3D [39] .

Craig Gerrand, chirurg la Newcastle Upon Tyne Hospitale NHS Trust, a operat un pacient cu cancer pentru prima dată în lume folosind beneficiile imprimării 3D [40] . Pacientului a trebuit să i se îndepărteze jumătate din pelvis pentru a preveni continuarea dezvoltării cancerului în organism. Printr-o reconstrucție 3D precisă a bazinului și o imprimare realizată cu o imprimantă laser 3D care utilizează pulbere de titan, a fost posibilă crearea protezei pe jumătate a bazinului, implantându-l ulterior în corpul pacientului.

Un membru robotizat a fost realizat folosind imprimarea 3D la Washington University of St. Louis [41] . Aspectul interesant al acestei povești se referă în principal la costuri: o proteză „normală” ar fi costat peste 5.000 de dolari în plus. Datorită tipăririi 3D este, prin urmare, posibilă crearea de proteze artificiale economisind o sumă considerabilă de bani.

În ceea ce privește problema gravă a osteoartritei, de asemenea, în acest caz, imprimarea 3D oferă soluții care au fost odată de neimaginat. Pe 27 aprilie 2014, la Conferința de biologie experimentală 2014 din San Diego , a fost arătat un sistem care permite înlocuirea părților afectate de osteoartrita cu cartilaj derivat din celule stem. Această tehnică implică utilizarea imprimantelor 3D pentru modelarea cartilajului [42] . Un caz similar a avut loc în China, unde un copil în vârstă de 62 de ani care suferea de metastaze osoase a fost operat cu o intervenție chirurgicală complicată de reconstrucție pelviană în care țesutul osos afectat de tumoră a fost înlocuit cu o proteză de titan imprimată 3D [43] .

Un alt exemplu este reconstrucția facială efectuată asupra unui băiat lovit de un accident teribil: am continuat cu reconstrucția și ulterior imprimarea 3D a feței datorită fotografiilor anterioare faptului.

Mai mult, grație imprimării 3D, unii medici de la Spitalul St. Thomas din Londra au reușit să salveze viața unei fete de doi ani. Se pare, de fapt, că fata (numită Mina) s-a născut cu o malformație a inimii dată de o gaură între ventriculii inimii . Medicii nu puteau acționa direct asupra inimii micuței Mina, deoarece inima era încă prea mică pentru a putea îndrăzni o intervenție de o asemenea importanță. Folosind tehnologia de imprimare 3D, pe de altă parte, medicii au reușit să construiască o copie exactă a inimii fetei în așa fel încât să studieze cel mai bun mod de a „împacheta” gaura dintre ventriculii inimii micuței Mina și să știe posibilul răspunsuri ale mușchiului., în timpul operației, pe inima reală. Operația a avut succes. [44]

L'uso di stampanti in 3D per ricreare gli organi dei pazienti potrebbe essere uno strumento fondamentale per studiare la riproduzione degli organi umani prima di agire chirurgicamente [45] ed in futuro anche per la creazione di organi completamente artificiali, a titolo di esempio si cita l'azienda statunitense Organovo sta testando la stampa 3D di materiali organici per la riproduzione di organi umani.

Utilizzo nella ricerca scientifica e tecnologica

Sono allo studio progetti di stampanti 3d per la produzione di cibo dall'impresa Systems and Materials Research Corporation con 125.000 dollari di finanziamento dall'agenzia spaziale NASA e di cellule umane dall' università di Oxford [46] [47] .

L'utilizzo della stampa 3D del caffè ha trovato applicazione in molteplici settori [48] , ad esempio nell'edilizia. [49] [ senza fonte ]

In Italia

Il movimento stampa 3D in Italia ha avuto un grande successo e numerose aziende legate a questa tecnologia sono state avviate. A marzo del 2015, si è svolto il primo evento italiano del settore alla Fiera di Milano . [50] , chiamato 3D Printing Hub, successivamente rinominato in Technology Hub, svoltosi fino al 2018. Successivamente la fiera di riferimento per il settore è diventata Mecspe a Parma . Contestualmente all'apertura dei primi negozi specializzati in quello che è divenuto di fatto l'hub europeo della stampa 3D. [51] A livello industriale vari attori sono in campo, arrivando ad avere primati mondiali in termini di macchinari installati.

Tecnologie di stampa 3D ei loro materiali di base

Stampa utilizzando un filamento derivato dalla canapa

Note

  1. ^ Charles W. Hull, Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography , 11 marzo 1986. URL consultato il 29 marzo 2016 .
  2. ^ ( EN ) L. Lü, JYH Fuh e YS Wong, Selective Laser Sintering , in Laser-Induced Materials and Processes for Rapid Prototyping , Springer US, 1º gennaio 2001, pp. 89–142, DOI : 10.1007/978-1-4615-1469-5_5 , ISBN 978-0-7923-7400-8 . URL consultato il 29 marzo 2016 .
  3. ^ Fused Deposition Modeling - Insights , su ResearchGate . URL consultato il 29 marzo 2016 .
  4. ^ Iwan Zein, Dietmar W. Hutmacher e Kim Cheng Tan, Fused deposition modeling of novel scaffold architectures for tissue engineering applications , in Biomaterials , vol. 23, n. 4, 1º febbraio 2002, pp. 1169–1185. URL consultato il 29 marzo 2016 .
  5. ^ Riccardo Bianchini, Stampa 3D e manifattura digitale – Il futuro del design è davvero qui? , su Inexhibit . URL consultato il 31 gennaio 2018 .
  6. ^ Pirate Bay lancia i "Physibles" oggetti reali da stampare in 3d da la Repubblica
  7. ^ Print me a Stradivarius , su editoriale , The Economist , 10 febbraio 2011. URL consultato il 15 febbraio 2011 .
  8. ^ Factors to Consider When Choosing a 3D Printer , su wohlersassociates.com . URL consultato il 1º settembre 2009 .
  9. ^ Chee Kai Chua, Kah Fai Leong, Chu Sing Lim, Rapid Prototyping , World Scientific, 2003, p. 124, ISBN 978-981-238-117-0 . URL consultato il 31 ottobre 2008 .
  10. ^ John Balistreri, Creating Ceramic Art Using the Rapid Prototyping Process , in Studio Potter , vol. 36, n. 2, estate-autunno 2008.
  11. ^ How 3-D Printing Figures To Turn Web Worlds Real ( PDF ), su zcorp.com , Wall Street Journal Online, 12 dicembre 2007. URL consultato il 1º settembre 2009 .
  12. ^ Séquin, CH 2005. Rapid prototyping: a 3d visualization tool takes on sculpture and mathematical forms. Commun. ACM 48, 6 (giugno 2005), 66-73. [1]
  13. ^ ABC News: 'Organ Printing' Could Drastically Change Medicine , su abcnews.go.com . URL consultato il 1º settembre 2009 .
  14. ^ Paolo Cignoni, Roberto Scopigno, Sampled 3D models for CH applications: A viable and enabling new medium or just a technological exercise? ( PDF ), in ACM Journal on Computing and Cultural Heritage , vol. 1, n. 1, giugno 2008, p. 1, DOI : 10.1145/1367080.1367082 .
  15. ^ Stampa 3D ed ecologia , su theshaper.net , 22 settembre 2014.
  16. ^ Stampante 3D tutta italiana, col crowdfunding , in La Repubblica , 25 ottobre 2013. URL consultato il 6 aprile 2018 .
  17. ^ Barilla, le prossime paste Stampate in 3D ? , su 3dmag.it . URL consultato il 28 dicembre 2014 (archiviato dall' url originale il 28 dicembre 2014) .
  18. ^ Barilla presenta la pasta 3D , su itespresso.it , 10 maggio 2016. URL consultato il 16 dicembre 2020 (archiviato dall' url originale il 5 giugno 2016) .
  19. ^ Satelliti e razzi stampati in 3D metallico, una svolta, Tom's hardaware , su tomshw.it . URL consultato il 15 ottobre 2013 (archiviato dall' url originale il 15 ottobre 2013) .
  20. ^ ( EN ) N° 31–2013: Call for Media: Taking 3D printing into the metal age, Agenzia Spaziale Europea
  21. ^ a b The Shaper, Contour Crafting: come stampare una casa in 3D , su theshaper.net , 20 gennaio 2014.
  22. ^ ESA [ collegamento interrotto ] , su it.ubergizmo.com .
  23. ^ ESA - Building a lunar base with 3D printing , su www.esa.int . URL consultato il 29 dicembre 2016 .
  24. ^ Ecco la stampante 3D che Samantha usa nello spazio | Economyup , in Economyup , 26 novembre 2014. URL consultato il 1º giugno 2018 .
  25. ^ ( EN ) NASA - Portable On Board Printer 3D , su www.nasa.gov . URL consultato il 1º giugno 2018 .
  26. ^ Futurix, Villa e condominio stampati in 3D, una prima mondiale, in Cina , su futurix.it , 12 agosto 2020.
  27. ^ E' Italiana la Casa pieghevole che si monta in sole 6 Ore , su vanillamagazine.it ( archiviato il 30 dicembre 2017) .
  28. ^ Matteo Rubboli, Stampante 3D costruisce una Casa in 24 Ore per 4.000 Dollari , su vanillamagazine.it . URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 10 gennaio 2020) .
  29. ^ Alessandro Crea , La casa? Icon te la stampa in 3D in meno di 24 ore , su tomshw.it . URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 10 gennaio 2020) .
  30. ^ Marco Gritti, Queste case stampate in 3D si costruiscono in 24 ore e costano 3,5 mila dollari , su agi.it , AGI .it, 13 marzo 2018. URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 10 gennaio 2020) .
  31. ^ ICON, la stampante 3D che costruisce case in 24 ore a meno di 4.000 euro , su design.fanpage.it , Fanpage .it, 21 marzo 2018. URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 10 gennaio 2020) .
  32. ^ Francesca Biagioli, Un quartiere di 50 case stampate in 3D assegnate ai poveri di Nacajuca, in Messico , su greenme.it . URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 10 gennaio 2020) .
  33. ^ Emanuela Testai, In Messico Il Primo Quartiere Realizzato In 3D è Realtà , su greenplanetnews.it , 27 dicembre 2019. URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 10 gennaio 2020) .
  34. ^ Il primo quartiere del mondo stampato in 3D ha già le sue prime case , su idealista.it , 3 gennaio 2020. URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 4 gennaio 2020) . Ospitato su idealista.it.
  35. ^ 6 / 7 ottobre 2018 Crane WASP The infinite 3d printer , su 3dwasp.com . URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 10 gennaio 2020) .
  36. ^ Marco Lanza, Viaggio a Shamballa, dove si costruiscono le case in 3D , su 3dprintingcreative.it , 11 ottobre 2018 ( archiviato il 10 gennaio 2020) . Ospitato su video Youtube .
  37. ^ Giulia Guidi, Haus, la casa stampata in 3D da costruire ovunque , su collater.al ( archiviato il 10 gennaio 2020) .
  38. ^ Marina Amaduzzi, Vertebre stampate in 3D. Al Rizzoli primato mondiale. Operati già tre pazienti ( PDF ), in Corriere della Sera , Bologna, 8 marzo 2016, p. 9. URL consultato il 25 maggio 2019 .
  39. ^ La Stampa 3D all'apertura dei Mondiali in Brasile , su theshaper.net , 9 agosto 2014.
  40. ^ Dalla stampa 3D un aiuto alla lotta contro il cancro , su theshaper.net , 28 maggio 2014.
  41. ^ Con la Stampa 3D nuove protesi a basso costo , su theshaper.net , 28 maggio 2014.
  42. ^ Stampa 3D e osteoartrite , su theshaper.net , 28 maggio 2014.
  43. ^ Stampa 3D e chirurgia: novità dalla Cina , su theshaper.net , 8 novembre 2014.
  44. ^ Corriere - Bimba di due anni salva grazie al cuore stampato in 3D , su corriere.it .
  45. ^ Corriere - futuro stampa 3D , su corriere.it .
  46. ^ http://www.tomshw.it/cont/news/stampante-3d-per-il-cibo-come-il-replicator-di-star-trek/45926/1.html Archiviato il 7 giugno 2013 in Internet Archive . Stampante 3D per il cibo come il replicator di Star Trek
  47. ^ http://www.tomshw.it/cont/news/con-la-stampa-3d-si-fanno-anche-le-cellule-umane/44601/1.html Archiviato il 23 maggio 2013 in Internet Archive . Con la stampa 3D si fanno anche le cellule umane
  48. ^ Charles Goulding, Coffee Global Market Restructuring Growth & 3D Printing , su fabbaloo.com . URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 10 gennaio 2020) . Ospitato su archive.is .
  49. ^ Costruire una casa con sabbia e fondi del caffè, con la stampa 3D è possibile , su globochannel.com ( archiviato il 10 gennaio 2020) .
  50. ^ 3DPrint Hub: a Fiera Milano City tutte le novità della stampa 3D , su it.fashionnetwork.com , 7 marzo 2015. URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 10 gennaio 2020) . Ospitato su archive.is .
  51. ^ Davide Sher, Negozi di stampa 3D. L'hub di Milano batte anche New York , in Il Corriere della Sera , 4 aprile 2014. URL consultato il 10 gennaio 2020 ( archiviato il 10 gennaio 2020) .

Bibliografia

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

Controllo di autorità Thesaurus BNCF 56903 · LCCN ( EN ) sh2009006799 · GND ( DE ) 1032223197
Scienza e tecnica Portale Scienza e tecnica : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di scienza e tecnica