소개
3D 프린팅은 2017 년에 새로운 것은 아니지만 올해 연구원들은 겉보기 공상 과학 기술의 한계를 뛰어 넘어 생생한 신생아 모델 및 현미경 카메라와 같은 복잡한 세부 사항이 필요한 물체와 물체를 인쇄했습니다. 치즈와 유리를 포함하여 놀라운 소리를 낼 수있는 재료
2017 년에 3D로 인쇄 된 가장 시원하고 가장 귀중한 것들을 정리했습니다.
강아지 마스크
4 개월 된 스태포드 셔 불 테리어 강아지는 심각한 안면 부상에서 회복하는 데 도움이되는 새로운 3D 인쇄 마스크를 사용한 최초의 환자가되었습니다. 강아지의 오른쪽 광대뼈와 턱뼈뿐만 아니라 그녀의 측두 하악 관절 (턱뼈와 두개골을 연결하는 관절)은 다른 개가 그녀를 공격했을 때 골절되었습니다.
로카 (Loca)라는 강아지는 캘리포니아 대학 데이비스 수의과 대학에 도착하여 운이 좋았습니다.이 대학의 수의사는 UC 데이비스 공과 대학 동료들과 협력하여 개를위한 "엑소 -K9 외골격 마스크"를 개발했습니다. . Loca는이 기술을 테스트하기위한 이상적인 환자였습니다.
먼저 엔지니어는 Loca의 두개골을 스캔하여 맞춤형 마스크를 디자인 한 다음 3D 프린터로 인쇄했습니다. 마스크는 캐스트가 골절 된 팔 또는 다리 뼈를 고정하는 것과 같은 방식으로 Loca의 골절 된 얼굴 뼈를 고정 시켰습니다. 한 달 안에, 강아지는 딱딱한 키블을 먹을 수 있었고, 3 개월간의 검진은 측두 하악 관절이 예상대로 치유되고 있음을 보여주었습니다.
마우스 난소
3D로 인쇄 된 난소가 장착 된 암컷 마우스는 시카고의 노스 웨스턴 대학교 페인 버그 의과 대학에서 실시 된 실험에서 건강한 강아지를 낳았습니다.
언젠가는 더 많은 연구가 필요하지만 인간의 불임을 치료하는 새로운 방법으로 이어질 수 있기 때문에 그 결과는 획기적인 것으로 환영 받았다. 암 치료로 인해 난소가 손상된 여성에게 특히 유용 할 수 있다고 연구원들은 말했다.
연구원들은 3D 프린팅 기술을 사용하여 젤라틴으로 만든 정교한 다공성 스캐 폴드를 만들었습니다. (젤라틴은 인체에서 발견되는 천연 단백질 인 콜라겐의 한 유형입니다.) 그런 다음 다른 마우스의 난소 세포로 구조를 채웠습니다. 연구원들은 난소 세포에 적절한 양의지지를 제공하는 특정 형태에 도달하기 전에 다양한 형태의 모공을 테스트했습니다.
실험은 성공했다 : 이식 된 세포는 자연적인 건강한 난소의 세포처럼 행동하기 시작하여 결국 마우스의 생식주기를 유발하는 호르몬을 생성한다. 임신을 가능하게합니다.
주거용 주택
최초의 3D 인쇄 주거용 주택은 3 월 모스크바 교외에 24 시간 이내에 건설되었습니다. 스튜디오와 같은 400 제곱 피트 (37 제곱미터) 주택의 벽은 모스크바 본사의 스타트 업인 Apis Cor가 개발 한 이동식 건축 3D 프린터를 사용하여 인쇄되었습니다.
3D 프린터는 나중에 수동으로 조립되는 개별 콘크리트 패널을 인쇄하는 대신 벽과 파티션을 하나의 완전히 연결된 구조로 인쇄하여 집의 특이한 둥근 모양을 허용합니다.
지붕, 문 및 창문은 작업자가 나중에 설치해야하는 유일한 구성 요소였습니다. 프로토 타입 하우스는 약 10,134 달러 또는 평방 피트 당 25 달러 (제곱미터 당 275 달러)입니다. 개발자에 따르면 가장 비싼 구성 요소는 창문과 문이었습니다.
이 회사는 3D 프린팅으로 시공 속도가 훨씬 빨라 졌을뿐만 아니라보다 친환경적 일 수 있다고 생각합니다.
유리의 집
고대 이집트 이후 인류가 사용한 재료 인 Glass는 오랫동안 3D 프린팅에 저항했습니다. 이는 가공을 위해 재료를 화씨 1,832도 (섭씨 1,000도)의 매우 높은 온도로 가열해야하기 때문입니다. 레이저를 사용하여 재료를 매우 높은 온도로 가열 할 수있는 복잡한 산업용 3D 프린터가 존재하지만 유리에 사용될 때 결과물은 다소 길고 사용할 수 없었습니다.
Eggenstein-Leopoldshafen에있는 독일의 Karlsruhe Institute of Technology 연구원은 레이저 가열없이 기존의 3D 프린터로 복잡한 유리 구조물을 만들 수있는 새로운 기술로 문제를 해결했습니다.
엔지니어들은 출발 물질로서 소위 액체 유리 (실리카 나노 입자의 혼합물)를 사용했으며, 재료 유리는 아크릴 용액에 분산되어 만들어졌습니다. 물체를 3D로 인쇄 한 다음 자외선에 노출시켜 아크릴 유리와 같은 플라스틱으로 재료를 경화시킵니다. 이어서, 대상물을 약 2,372 ℉ (1,300 ℃)로 가열하여 플라스틱을 연소시키고 실리카 나노 입자를 함께 매끄럽고 투명한 유리 구조로 융합시킨다.
치즈
유리와 달리 치즈는 쉽게 녹을 수 있습니다. 따라서 연구자들이 유제품이 식품을 사용한 3D 프린팅 실험을위한 이상적인 후보라고 생각한 것은 놀라운 일이 아닙니다.
아일랜드의 University College Cork에있는 식품 영양 과학부 (University of Food and Nutritional Sciences)의 연구팀은 가공 된 치즈를 만드는 데 사용 된 것과 유사한 혼합물을 사용하여 3D 프린터 노즐을 통해 "새로운"가공 된 가공물을 만들었습니다. 치즈.
혼합물을 화씨 167도 (섭씨 75도)로 12 분 동안 가열 한 다음, 두 가지 다른 압출 속도로 3D 프린터를 통과시켰다. (압출 속도는 프린터가 녹은 치즈를 주사기를 통해 밀어내는 속도입니다.)
가공 치즈에는 유화제, 포화 식물성 기름, 여분의 소금, 식용 색소, 유청 및 설탕을 포함한 성분이 혼합되어 있습니다. 가장 건강에 좋은 치즈는 아닐 수 있으므로 새로운 치료법이 영양사의 승인을 받는지 여부는 확실하지 않습니다.
그럼에도 불구하고 연구원의 관점에서 볼 때 3D 프린트 치즈는 성공했습니다. 처리되지 않은 가공 치즈보다 45 % ~ 49 % 더 부드러 웠으며, 약간 짙은 색으로, 녹을 때 약간 탄력이 있고 더 유동적입니다. 이 연구는 맛에 대한 결론을 제공하지 않았습니다.
실물 같은 아기 마네킹
실제처럼 느껴지는 아기들은 신생아와 함께 일하는 의사를위한 훈련 방법을 개선하고자하는 네덜란드 연구자들에 의해 3D 인쇄되었습니다.
현재 의사 훈련에 사용되는 베이비 마네킹은 너무 기계적이며 연약한 유아를 치료할 수있는 실제 느낌을 제공하지 않습니다. 네덜란드 아인트호벤 공과 대학의 의료 설계 엔지니어 Mark Thielen은 라이브 사이언스에 말했습니다 3 월에.
Thielen과 그의 팀은 3D 프린팅을 통해 사실적인 내부 장기를 포함하는 해부학 적으로 정확한 마네킹을 만들 수있었습니다. 최고 수준의 정확도를 달성하기 위해 연구자들은 신생아의 장기에 대한 MRI 스캔을 사용하여 이후에 상세하게 인쇄했습니다. 예를 들어, 3D 인쇄 된 심장에는 상세하게 작동하는 밸브가 포함됩니다. 마네킹에는 정맥에 혈액과 같은 액체가 순환합니다.
목표는 마네킹에 대한 임상 개입을 수행 할 때 높은 수준의 현실적인 촉각 피드백을 제공하는 것입니다. 다시 말해, 외과의가 마네킹의 일부를 움직이거나 특정 영역에 압력을 가할 때 실제 느낌과 같은 느낌을줍니다.
눈
3D 프린팅 된 눈은 제대로 발달 된 눈없이 태어난 아이들이 비교적 정상적인 것처럼 보이도록 네덜란드 연구자들에 의해 만들어졌습니다. 불행하게도, 3D 프린트 된 눈 보철물은 어린이들에게 볼 수있는 능력을주지 않습니다.
10 만 명의 어린이 중 약 30 명은 소안과 무안과 증이라는 상태로 태어납니다. 즉, 눈이 완전히 없거나 제대로 발달되지 않은 상태입니다. 결과적으로, 눈 소켓에는 어린이의 얼굴이 정상적인 방식으로 발달하는 데 필요한 구조적 지원이 부족합니다.
성인이 시력을 잃으면 영구적 인 눈 보철물이 제공됩니다. 그러나 특히 생후 첫 달과 몇 년 동안 매우 빨리 자라는 아이들에게는 불가능합니다.
연구자들은 컨 포머 (conformers) 라 불리는 임시지지 구조물의 3D 프린팅을 빠르고 저렴하며 매우 정밀한 크기로 수행 할 수 있다고 연구원들은 말했다.
눈이 없으면 소켓 주변의 뼈에 적절한 자극이없고 얼굴이 자연스럽게 보이는 비율을 나타내지 않기 때문에 이것은 매우 중요합니다.
준수 자들은 이미 5 월 현재 5 명의 어린이로 구성된 소규모 그룹에서 테스트를 거쳤습니다.
암벽 등반 로봇
부드럽고 고무적인 3D 프린트 다리가있는 로봇은 일반적으로 기존 로봇을 마비시키는 거친 지형을 정복 할 수있는 뛰어난 능력을 보여주었습니다.
샌디에고 캘리포니아 대학 (University of California, San Diego)의 엔지니어들은 로봇 다리를 디지털 방식으로 설계하고 부드러운 모래 표면, 좁은 공간 또는 암벽 위로 올라갈 때와 같은 다양한 상황에서 성능과 동작을 모델링했습니다.
그들은 결국 내부가 비어 있고 연성 재료와 강성 재료의 조합으로 만들어진 3 개의 연결된 나선형 모양의 튜브로 구성된 디자인을 선택했습니다.
발을 딛 으면 다리는 주변 지형을 테스트 한 다음 일정한 순서로 팽창하는 피스톤을 통해 순간적으로 조정하여 로봇의 보행을 결정합니다.
엔지니어에 따르면 디자인의 참신함은 로봇 다리가 가능한 모든 방향으로 구부러 질 수 있다는 사실입니다.
"웃음"
최초의 예술 작품은 올해 2 월 국제 우주 정거장의 3D 프린터를 사용하여 우주에서 제작되었습니다.
예술 작품은 인간의 웃음을 나타내며 이스라엘 예술가 Eyal Gever와 캘리포니아 기반 회사 인 Made In Space의 협력으로 #Laugh라는 프로젝트의 일환으로 제작되었습니다.
우주 애호가들은 사용자의 웃음을 포착하고 별과 유사한 디지털 3D 모델로 바꾸는 앱을 통해 우주 예술 작품 제작에 참여하도록 초대되었습니다.
2016 년 12 월에 시작된 프로젝트에 10 만 명이 넘는 사람들이 웃음을 공헌했습니다. 그런 다음 앱 사용자는 라스 베이거스의 Naughtia Jane Stanko의 웃음을 기반으로 한 최고의 웃음 스타를 선택했습니다. 디자인은 이후 ISS로 보내졌으며 일반적으로 예비 부품을 만드는 데 사용되는 기계에서 3D 인쇄되었습니다.
마이크로 카메라
미니어처 드론과 로봇 또는 외과 용 내시경에 사용할 수있는 마이크로 카메라는 독일 연구원들이 3D 프린팅을 통해 개발했습니다.
이 카메라는 독수리 눈 시력을 제공합니다. 원거리 시력의 진행 상황을 인식하면서 멀리있는 물체를 선명하게 볼 수 있습니다.
이 장치를 만들기 위해 독일 슈투트가르트 대학교 (University of Stuttgart)에 위치한 Institute of Technical Optics의 엔지니어들은 펨토초 레이저 라이팅 (femtosecond laser writing)이라는 기술을 사용하여 4 개의 렌즈 클러스터를 이미지 감지 칩에 인쇄했습니다.
미니어처 렌즈는 넓고 좁으며, 저해상도에서 고해상도까지 다양합니다. 이 구조를 사용하면 독수리가 보는 것과 비슷한 이미지를 중앙에 선명한 이미지로 황소 눈 모양으로 결합 할 수 있습니다.
4 개의 렌즈는 모래 알갱이의 크기에 따라 300 마이크로 미터 x 300 마이크로 미터 (0.012 인치 또는 0.03 센티미터) 정도로 작게 축소 할 수 있습니다. 그러나 연구원들은 더 작은 칩을 사용할 수있게되면 장래에 장치를 더 작게 만들 수있을 것이라고 말했다.
