บทนำ
การพิมพ์ 3 มิติไม่ใช่เรื่องใหม่สำหรับปี 2017 แต่ในปีนี้นักวิจัยได้ผลักดันขอบเขตของเทคนิค sci-fi ที่ดูเหมือนว่าวัตถุการพิมพ์ที่ต้องการรายละเอียดที่ซับซ้อนเช่นรูปแบบเหมือนจริงของทารกแรกเกิดและกล้องจุลทรรศน ด้วยวัสดุที่อาจฟังดูแปลกใจรวมถึงชีสและแก้ว
อ่านต่อเพื่อดูบทสรุปของสิ่งที่เจ๋งที่สุดและ kookiest ที่พิมพ์ 3 มิติในปี 2560
หน้ากากลูกสุนัข
ลูกสุนัขบูลเทอร์เรียร์อายุ 4 เดือนกลายเป็นผู้ป่วยรายแรกที่ใช้หน้ากากพิมพ์ 3 มิติใหม่เพื่อช่วยในการฟื้นฟูจากการบาดเจ็บที่ใบหน้าอย่างรุนแรง โหนกแก้มและกระดูกขากรรไกรขวาของลูกสุนัขตลอดจนข้อต่อเทอร์โมไดนามิกส์ (ข้อต่อที่เชื่อมต่อกระดูกขากรรไกรเข้ากับกะโหลก) ถูกหักเมื่อสุนัขอีกตัวโจมตีเธอ
ลูกสุนัขชื่อโลคาโชคดีที่มันมาถึงที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเดวิสสคูลสัตวแพทย์ซึ่งสัตวแพทย์ที่มหาวิทยาลัยได้ให้ความร่วมมือกับเพื่อนร่วมงานจากวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ UC Davis ในการพัฒนาหน้ากาก "Exo-K9 Exoskeleton" สำหรับสุนัข . Loca เป็นผู้ป่วยในอุดมคติที่จะทดสอบเทคโนโลยีต่อไป
ขั้นแรกวิศวกรสแกนกะโหลกของ Loca เพื่อออกแบบหน้ากากแบบกำหนดเองซึ่งพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3D หน้ากากจับกระดูกใบหน้าที่โละของ Loca ไว้ในลักษณะเดียวกับที่นักแสดงจับแขนหรือกระดูกขาร้าว ภายในหนึ่งเดือนลูกสุนัขสามารถกินลูกยากได้และการตรวจร่างกาย 3 เดือนแสดงให้เห็นว่าข้อต่อชั่วคราวและการรักษานั้นเป็นไปตามที่คาดไว้
รังไข่ของเมาส์
หนูตัวเมียที่มีรังไข่พิมพ์ 3 มิติให้กำเนิดลูกสุขภาพในการทดลองที่โรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยนอร์ ธ เวสเทิร์นฟินเบิร์กในชิคาโก
ผลที่ได้รับการยกย่องว่าเป็นความก้าวหน้าเพราะวันหนึ่งอาจนำไปสู่วิธีการใหม่ในการรักษาภาวะมีบุตรยากในมนุษย์แม้ว่าจะต้องมีการวิจัยมากขึ้น อาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับผู้หญิงที่รังไข่ได้รับความเสียหายเนื่องจากการรักษาโรคมะเร็งนักวิจัยกล่าว
ด้วยการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิตินักวิจัยได้สร้างนั่งร้านแบบรูพรุนที่ทำจากเจลาตินอย่างละเอียด (เจลาตินเป็นคอลลาเจนชนิดหนึ่งซึ่งเป็นโปรตีนธรรมชาติที่พบในร่างกายมนุษย์ในปริมาณมาก) จากนั้นโครงสร้างจะบรรจุด้วยเซลล์รังไข่จากหนูตัวอื่น นักวิจัยได้ทำการทดสอบรูขุมขนรูปทรงต่างๆก่อนที่จะทำการเชื่อมโยงกับรูปร่างที่เฉพาะเจาะจงซึ่งให้การสนับสนุนปริมาณที่เหมาะสมกับเซลล์รังไข่
การทดลองครั้งนี้ประสบความสำเร็จ: เซลล์ที่ได้รับการปลูกถ่ายนั้นเริ่มมีพฤติกรรมเหมือนเซลล์ในรังไข่ที่มีสุขภาพดีตามธรรมชาติในที่สุดจะผลิตฮอร์โมนที่กระตุ้นวงจรการสืบพันธุ์ของเมาส์ และทำให้มันตั้งครรภ์ได้
บ้านที่อยู่อาศัย
บ้านที่อยู่อาศัยแบบ 3 มิติแห่งแรกสร้างขึ้นในเวลาไม่ถึง 24 ชั่วโมงในเขตชานเมืองของกรุงมอสโกในเดือนมีนาคม ผนังของบ้านที่มีลักษณะคล้ายสตูดิโอขนาด 400 ตารางฟุต (37 ตารางเมตร) ถูกพิมพ์โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบพกพาที่พัฒนาโดย Apis Cor ซึ่งเป็นสำนักงานใหญ่ของกรุงมอสโก
แทนที่จะพิมพ์แผ่นคอนกรีตแต่ละชิ้นที่จะประกอบในภายหลังด้วยตนเองเครื่องพิมพ์ 3D จะพิมพ์ผนังและพาร์ติชันเป็นโครงสร้างเชื่อมต่ออย่างสมบูรณ์เพื่อให้บ้านทรงกลมที่ผิดปกติ
หลังคาประตูและหน้าต่างเป็นส่วนประกอบเท่านั้นที่จะต้องมีการติดตั้งในภายหลังโดยคนงาน บ้านต้นแบบราคาประมาณ $ 10,134 หรือ $ 25 ต่อตารางฟุต ($ 275 ต่อตารางเมตร) ส่วนประกอบที่แพงที่สุดตามที่นักพัฒนากล่าวคือหน้าต่างและประตู
บริษัท เชื่อว่าการพิมพ์ 3 มิติสามารถสร้างได้ไม่เพียง แต่จะเร็วขึ้น แต่ยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอีกด้วย
บ้านแก้ว
Glass ซึ่งเป็นวัสดุที่มนุษย์ใช้กันมาตั้งแต่อียิปต์โบราณได้ต่อต้านการพิมพ์ 3 มิติมานาน นี่เป็นเพราะว่าในการที่จะทำการแปรรูปวัสดุจะต้องได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงมากถึง 1,832 องศาฟาเรนไฮต์ (1,000 องศาเซลเซียส) แม้ว่าเครื่องพิมพ์ 3D อุตสาหกรรมที่ซับซ้อนจะมีอยู่ซึ่งสามารถให้ความร้อนกับวัสดุที่มีอุณหภูมิสูงมากโดยใช้เลเซอร์เมื่อใช้กับกระจก แต่ผลลัพธ์ที่ได้ค่อนข้างแน่นอนและใช้ไม่ได้
นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยี Karlsruhe ของเยอรมนีใน Eggenstein-Leopoldshafen แก้ปัญหาด้วยเทคนิคใหม่ที่ช่วยสร้างโครงสร้างแก้วที่ซับซ้อนด้วยเครื่องพิมพ์ 3D ทั่วไปโดยไม่ต้องใช้ความร้อนเลเซอร์
ในฐานะที่เป็นวัสดุเริ่มต้นวิศวกรใช้แก้วเหลวที่เรียกว่า - ซึ่งเป็นส่วนผสมของอนุภาคนาโนของซิลิกาแก้ววัสดุทำจาก - กระจายตัวในสารละลายอะคริลิก วัตถุถูกพิมพ์แบบสามมิติและสัมผัสกับแสง UV ซึ่งทำให้วัสดุแข็งเป็นพลาสติกชนิดหนึ่งเช่นแก้วอะคริลิค จากนั้นวัตถุจะถูกทำให้ร้อนถึงประมาณ 2,372 องศา F (1,300 องศาเซลเซียส) เผาพลาสติกและหลอมรวมอนุภาคนาโนซิลิกาเข้าด้วยกันเป็นโครงสร้างแก้วที่เรียบและโปร่งใส
ชีส
สามารถละลายชีสได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นจึงไม่แปลกใจที่นักวิจัยเห็นว่าผลิตภัณฑ์นมเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการทดลองการพิมพ์ 3 มิติด้วยอาหาร
ทีมนักวิจัยจากคณะวิชาอาหารและโภชนาการแห่งมหาวิทยาลัยคอลเลจคอร์กในไอร์แลนด์ใช้ส่วนผสมที่คล้ายกับที่ใช้สำหรับทำชีสแปรรูปและบีบมันผ่านหัวฉีดของเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างกระบวนการที่ "ใหม่" ชีส.
ส่วนผสมถูกทำให้ร้อนถึง 167 องศาฟาเรนไฮต์ (75 องศาเซลเซียส) เป็นเวลา 12 นาทีแล้ววิ่งผ่านเครื่องพิมพ์ 3D ด้วยอัตราการไหลออกมาสองแบบที่แตกต่างกัน (อัตราการอัดขึ้นรูปคือความเร็วที่เครื่องพิมพ์ผลักชีสที่ละลายออกมาทางหลอดฉีดยา)
ชีสที่ผ่านการประมวลผลมีส่วนผสมของส่วนผสมรวมถึงอิมัลซิไฟเออร์น้ำมันพืชอิ่มตัวเกลือเสริมสีผสมอาหารเวย์และน้ำตาล มันอาจไม่ใช่ชีสชนิดที่ดีต่อสุขภาพดังนั้นจึงไม่ชัดเจนว่าการรักษาแบบใหม่จะได้รับการอนุมัติจากนักโภชนาการหรือไม่
จากมุมมองของนักวิจัยชีสที่พิมพ์ 3 มิติก็ประสบความสำเร็จ มันนุ่มนวลกว่าชีสประมวลผลที่ไม่ผ่านกรรมวิธี 45 เปอร์เซ็นต์เป็น 49 เปอร์เซ็นต์มีสีเข้มขึ้นเล็กน้อยมีสปริงเล็กน้อยและมีของเหลวมากขึ้นเมื่อละลาย การศึกษาไม่ได้ให้ข้อสรุปใด ๆ เกี่ยวกับรสนิยม
หุ่นเด็กเหมือนจริง
ทารกที่รู้สึกเหมือนจริงนั้นได้รับการตีพิมพ์ 3 มิติโดยนักวิจัยชาวดัตช์ซึ่งหวังว่าจะปรับปรุงวิธีการฝึกอบรมสำหรับแพทย์ที่ทำงานกับทารกแรกเกิด
หุ่นเด็กทารกที่ใช้ในการฝึกอบรมแพทย์ในปัจจุบันนั้นมีกลไกมากเกินไปและไม่ได้ให้ความรู้สึกที่แท้จริงในการรักษาทารกที่เปราะบาง Mark Thielen นักวิจัยด้านการออกแบบวิศวกรการแพทย์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Eindhoven ในเนเธอร์แลนด์กล่าวกับ Live Science ในเดือนมีนาคม
การพิมพ์ 3 มิติช่วยให้ Thielen และทีมของเขาสร้างหุ่นที่มีความแม่นยำทางกายวิภาคซึ่งรวมถึงอวัยวะภายในที่เหมือนจริง เพื่อให้ได้ระดับความแม่นยำสูงสุดนักวิจัยจึงใช้การสแกน MRI ของอวัยวะของทารกแรกเกิดที่พิมพ์ออกมาในภายหลังพร้อมรายละเอียดในระดับสูง ตัวอย่างเช่นหัวใจที่พิมพ์ 3 มิติจะมีวาล์วทำงานที่ละเอียด หุ่นยังมีของเหลวคล้ายเลือดไหลเวียนอยู่ในเส้นเลือดของพวกเขา
จุดมุ่งหมายคือการให้ข้อเสนอแนะการสัมผัสที่สมจริงในระดับสูงเมื่อดำเนินการแทรกแซงทางคลินิกเกี่ยวกับหุ่นมือ Thielen กล่าว กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อศัลยแพทย์เคลื่อนไหวส่วนหนึ่งของหุ่นหรือใช้แรงกดดันในบางพื้นที่มันรู้สึกและเคลื่อนไหวเหมือนของจริง
ตา
นักวิจัยชาวดัตช์สร้างดวงตาที่พิมพ์ 3 มิติซึ่งสามารถช่วยให้เด็กที่เกิดโดยไม่ได้รับการพัฒนาดวงตาให้ดูปกติ น่าเสียดายที่ดวงตาเทียมที่พิมพ์แบบสามมิติไม่สามารถให้เด็กมองเห็นได้
ประมาณ 30 ในเด็ก 100,000 คนทุกคนเกิดมาพร้อมกับเงื่อนไขที่เรียกว่า microphthalmia และ anophthalmia ซึ่งหมายความว่าดวงตาของพวกเขาหายไปอย่างสิ้นเชิงหรือด้อยพัฒนา เป็นผลให้ซ็อกเก็ตตาของพวกเขาขาดการสนับสนุนโครงสร้างที่พวกเขาต้องการสำหรับใบหน้าของเด็กที่จะพัฒนาในลักษณะปกติ
หากผู้ใหญ่สูญเสียดวงตาพวกเขาจะได้รับอวัยวะตาถาวร อย่างไรก็ตามเป็นไปไม่ได้ในเด็กที่เติบโตเร็วมากโดยเฉพาะในช่วงเดือนและปีแรกของชีวิต
นักวิจัยกล่าวว่าการพิมพ์ 3 มิติของโครงสร้างสนับสนุนชั่วคราวที่เรียกว่า conformers สามารถทำได้อย่างรวดเร็วราคาถูกและมีขนาดที่แม่นยำมาก
นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งหากไม่มีตากระดูกรอบซ็อกเก็ตขาดการกระตุ้นที่เหมาะสมและใบหน้าไม่ได้พัฒนาสัดส่วนที่ดูเป็นธรรมชาติ
ผู้ทดสอบได้ทำการทดสอบเด็กกลุ่มเล็ก ๆ ห้าคน ณ เดือนพฤษภาคม
หุ่นยนต์ปีนหน้าผา
หุ่นยนต์ที่มีขาสามมิติที่พิมพ์ด้วยยางนุ่มแสดงให้เห็นถึงความสามารถที่ยอดเยี่ยมในการพิชิตภูมิประเทศที่ขรุขระซึ่งเป็นงานที่มักจะทำให้หุ่นยนต์แบบอัมพาต
วิศวกรจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกออกแบบขาของหุ่นยนต์และจำลองการทำงานและพฤติกรรมในสถานการณ์ต่าง ๆ เช่นบนพื้นผิวนุ่มทรายในพื้นที่แคบ ๆ หรือเมื่อปีนข้ามก้อนหิน
ในที่สุดพวกเขาก็เลือกการออกแบบที่ประกอบด้วยท่อเกลียวคล้ายเกลียวสามเส้นที่กลวงภายในและทำจากวัสดุที่อ่อนนุ่มและแข็ง
ขณะที่พวกเขากำลังก้าวเท้าขาจะทดสอบภูมิประเทศโดยรอบและปรับทันทีผ่านลูกสูบที่พองตัวในลำดับที่แน่นอนและกำหนดท่าเดินของหุ่นยนต์
ความแปลกใหม่ของการออกแบบตามวิศวกรคือความจริงที่ว่าขาของหุ่นยนต์สามารถโค้งงอในทุกทิศทางที่เป็นไปได้
"เสียงหัวเราะ"
ผลงานศิลปะชิ้นแรกที่เคยถูกสร้างขึ้นในอวกาศในเดือนกุมภาพันธ์ปีนี้โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติบนสถานีอวกาศนานาชาติ
งานศิลปะชิ้นนี้แสดงให้เห็นถึงเสียงหัวเราะของมนุษย์และสร้างขึ้นโดยความร่วมมือระหว่าง Eyal Gever ศิลปินชาวอิสราเอลและ บริษัท Made In Space ในแคลิฟอร์เนียซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการที่ชื่อว่า #Laugh
ผู้ที่ชื่นชอบอวกาศได้รับเชิญให้เข้าร่วมในการสร้างผลงานศิลปะอวกาศผ่านแอพที่รวบรวมเสียงหัวเราะของผู้ใช้และเปลี่ยนให้กลายเป็นรูปแบบ 3 มิติดิจิตอลที่มีลักษณะคล้ายดาว
มากกว่า 100,000 คนมีส่วนร่วมสร้างเสียงหัวเราะให้กับโครงการซึ่งเริ่มในเดือนธันวาคม 2559 จากนั้นผู้ใช้แอพเลือกดาราหัวเราะที่ดีที่สุดซึ่งอิงจากเสียงหัวเราะของ Naughtia Jane Stanko แห่งลาสเวกัส การออกแบบในภายหลังถูกส่งไปยังสถานีอวกาศนานาชาติและพิมพ์แบบสามมิติบนเครื่องที่มักจะใช้สำหรับการทำชิ้นส่วนอะไหล่
Micro-กล้อง
กล้องขนาดเล็กที่สามารถใช้กับโดรนขนาดเล็กและหุ่นยนต์หรือกล้องเอนโดสโคปราคาถูกสร้างขึ้นโดยนักวิจัยชาวเยอรมันด้วยความช่วยเหลือของการพิมพ์ 3 มิติ
กล้องนี้ให้การมองเห็นแบบตานกอินทรี - ความสามารถในการมองเห็นวัตถุที่อยู่ห่างไกลอย่างชัดเจนในขณะเดียวกันก็ตระหนักถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในการมองเห็นต่อพ่วง
ในการสร้างอุปกรณ์นั้นวิศวกรจากสถาบันทัศนศาสตร์เทคนิคแห่งมหาวิทยาลัยสตุ๊ตการ์ทในเยอรมนีได้พิมพ์กลุ่มของเลนส์สี่ตัวลงบนชิปตรวจจับภาพโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าการเขียนด้วยเลเซอร์ femtosecond
เลนส์จิ๋วนี้มีตั้งแต่กว้างจนถึงแคบและจากความละเอียดต่ำไปจนถึงความละเอียดสูง โครงสร้างนี้ทำให้ภาพสามารถรวมกันเป็นรูปวัวตากับภาพที่คมชัดที่ศูนย์คล้ายกับที่นกอินทรีเห็น
สามารถปรับขนาดเลนส์ทั้งสี่ให้มีขนาดเล็กเพียง 300 ไมโครเมตรโดย 300 ไมโครเมตร (0.012 นิ้วหรือ 0.03 เซนติเมตรในแต่ละด้าน) โดยมีขนาดเท่ากับเม็ดทราย แต่นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาอาจทำให้อุปกรณ์มีขนาดเล็กลงในอนาคตเมื่อมีชิปขนาดเล็กวางจำหน่าย
