10 unglaubliche Dinge, die Sie mit 3D-Druckern machen können

Am Ende des Films "Skyfall" gibt es eine Szene, in der James Bond und M in einem klassischen 1960er Aston Martin DB5 aus der Stadt fahren, dem unverwechselbaren silbernen Bond Car, das erstmals in Goldfinger im Jahr 1965 zum Einsatz kam leichter Spoiler - das Auto wird voller Löcher mit Sturmgewehren geschossen und mit einem Hubschrauber gesprengt.

Wenn Sie in den letzten zehn Jahren einen Film gesehen haben, wissen Sie, dass diese Szene für die Filmemacher wahrscheinlich nicht schwer zu filmen war. Alles, was sie tun mussten, war, eine Explosion digital einzufügen - oder mit einem solchen Budget - vielleicht eines der dreihundert verbliebenen DB5s und das wahre Ding in die Luft sprengen.

Stattdessen druckten die Filmemacher detaillierte Modelle des Aston Martin im Maßstab 1: 3 auf 3D-Druckern und bliesen sie auf die Spitze, um die echten Autos für die Museen zu retten. Erinnerst du dich an den Anzug von Iron Man? Gleicher Prozess.

Es gibt zehn Möglichkeiten, wie Menschen 3D-Drucker für etwas funktionales einsetzen und dabei manchmal die Welt verändern.

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Kleidung

In den frühen Tagen des 3D-Drucks war das Objekt, das Sie vom Drucker erhalten hatten, in der Regel eine Art sperrige Plastiksache - ein Entwurfsprototyp, der beispielsweise als visueller Leitfaden dient, bevor das eigentliche Produkt erstellt wird. Jetzt, da die Technologie genauer ist, können wir kleinere, detailliertere Objekte drucken. Das 3D-Druckerteam von Shapeways lief mit dieser Idee und gab uns bedruckte Nylon-Kleidung, die auf die genauen Körpermaße der bestellenden Person gedruckt wurde - die meist personalisierte Kleidung der Welt.

Ihre erste 3D-gedruckte Bekleidungslinie heißt N12 Bikini (N12 steht für Nylon 12, das Material, aus dem es besteht). Der Bikini besteht aus einer Gleichung, die als Kreispackung bezeichnet wird. Mit anderen Worten, es besteht vollständig aus kleinen zusammenhängenden Kreisen, die ein Algorithmus basierend auf der Krümmung der Form anpasst - je größer die Kurve, desto kleiner die Kreise. Das gesamte Design basiert auf einem Körperscan, so dass das Endprodukt perfekt zum Träger passt.

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Gitarren

Gitarren - oder zumindest ihre Vorgänger - werden seit etwa dem 12. Jahrhundert aus Holz gefertigt. In jüngerer Zeit wurde auch Kunststoff verwendet, aber der Konstruktionsprozess ist in beiden Fällen derselbe. Es ist subtraktiv, was bedeutet, dass etwas weggenommen wird, um die richtige Form zu erhalten. Sie beginnen mit einem großen Holzblock, und nachdem Sie ihn geschnitzt haben, erhalten Sie einen Teil für die Gitarre. In der Tat wird die Herstellung im Allgemeinen auf diese Weise durchgeführt.

Der 3D-Druck dagegen ist additiv - er wird Schicht für Schicht in die richtige Form gebracht, wobei sich das Material später in einen Festkörper verwandelt (wie eine Pfütze aus einer Heißklebepistole).

Mit diesem Verfahren können Sie fast alles machen - sogar die nahezu perfekte akustische Form einer Gitarre. Diese Gitarre ist ein gutes Beispiel. Es wurde von Scott Summi gedruckt und ist das erste seiner Art. Mit Ausnahme des Halses und der Saiten wurde alles gedruckt (selbst die Metallteile wurden gedruckt), und die Fertigstellung dauerte etwa zwei Stunden. Und da jedes 3D-gedruckte Objekt aus einem Computermodell stammt, sind den Gestaltungsmöglichkeiten einer Gitarre keine Grenzen gesetzt, was die Tür für eine immense Kreativität öffnet.

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Häuser

Im vergangenen Jahr hielt Behrokh Khoshnevis, Ingenieur für Ingenieurwissenschaften an der University of Southern California, einen TED-Vortrag, in dem er beschrieb, wie ein Full-Size-Haus (25.000 Quadratmeter oder 2.320 Quadratmeter) in weniger als zwanzig Jahren 3D-gedruckt werden kann Stunden, Sanitär und elektrische Verkabelung enthalten. Dieser Zeitrahmen ist fast unglaublich. In einem Monat könnten ganze Nachbarschaften gebaut werden. Alles, was Sie tun müssen, ist, den Entwurf des Computers für ein Haus zu ändern, das völlig anders aussieht - keine homogenen Vororte mehr.

Noch wichtiger ist, dass dieses System verwendet werden könnte, um Slumgebiete zu ersetzen oder um Opfer von Naturkatastrophen schnell unterzubringen. Um dies in die richtige Perspektive zu bringen: Wenn diese Technologie bei einem Erdbeben in Haiti im Jahr 2010 zum Einsatz kam, würde fast jeder, der obdachlos wurde, bereits ein anderes Zuhause haben.

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Kameraobjektive

Das Fotografieren ist wahrscheinlich der letzte Ort, an dem Sie den 3D-Druck erwarten würden. Eine qualitativ hochwertige Kamera kann mehrere tausend Dollar kosten, und die Objektive, die mit ihr geliefert werden, sind ebenso teuer. Dafür gibt es einen Grund: Die Fotografie im Kern ist das Einfangen von Licht, und für das beste Ergebnis braucht man die beste Ausrüstung. Linsen sind besonders wichtig, weil sie dafür verantwortlich sind, das Licht im rechten Winkel zu brechen, um einen Brennpunkt zu erzeugen, wodurch ein kristallklares Bild entsteht.

Obwohl 3D-gedruckte Kameraobjektive nicht annähernd der Qualität von herkömmlich hergestellten Objektiven entsprechen, machen sie mit großen Schritten Fortschritte. Dies ist zum Teil auf Websites wie Thingiverse zurückzuführen, auf denen Benutzer ihren Entwurfsentwurf hochladen können, sodass andere ihn kostenlos herunterladen und verbessern können. Dieses Kameraobjektiv besteht aus Acryl auf einem Heimdrucker und macht anständige Bilder. Preiswertere 3D-Drucker können bereits Glasobjekte bedrucken. Daher sollte es nicht lange dauern, bis in Ihrem Haus eine Glaslinse hergestellt werden kann, die mit herkömmlichen Objektiven vergleichbar ist - und das zu einem Bruchteil der Kosten.

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Essen

Die NASA hat in den letzten Jahren 3D-Drucker verwendet, um Teile für ihr Raumfahrzeug zu drucken - eine Tatsache, die für sich allein cool genug ist. Aber in diesen Tagen geht die NASA dieses Konzept in eine völlig neue Richtung. Sie befinden sich derzeit in Phase 1 eines dreistufigen Plans zur Entwicklung einer Methode zum Bedrucken von Lebensmitteln auf langen Weltraumreisen.

Das Weltraumprogramm ist zwar nicht wegweisend für diese Technologie - das ist die Aufgabe von Andras Forgacs, CEO von Modern Meadows, der Anfang des Jahres die erste Person war, die ein Stück bedrucktes Fleisch zu sich nahm. Das Drucken von Lebensmitteln ist im Wesentlichen das Gleiche wie alles andere: Sie ersetzen lebende Zellen einfach durch den Kunststoff und bauen ihn Schicht für Schicht in Muskelgewebe auf.

Mit dieser einfachen Substitution beseitigen Sie auch die Tausenden von Umweltproblemen, die aus der modernen Landwirtschaft herrühren.

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Kunst

Die Leute sind ziemlich spektakulär. Es gibt diejenigen, die sich aufmachen, um die Welt zu retten, und es gibt diejenigen, die die Welt inspirieren. Die Kunst hat über Jahrhunderte hinweg ihren eigenen Beitrag zur Förderung des menschlichen Intellekts geleistet, und der 3D-Druck bietet Künstlern ein weiteres Medium, um sich selbst auszudrücken - und einige der Ergebnisse sind absolut umwerfend.

Die oben abgebildete Skulptur stammt von Sophie Kahn, einer Fotografin und Bildhauerin, die sich zunächst für den 3D-Druck als „postphotographischer Prozess“ interessierte. Dies ist eine Möglichkeit, um aus einem Foto eine weitere Ebene der Kreativität zu gewinnen. Sophie Kahn macht einen Aufschwung in der Kunstwelt, aber es gibt bereits Hunderte von Menschen, die sich dem 3D-Druck als kreativen Absatzmarkt zuwenden. Es schadet nicht, dass für einen kämpfenden Künstler die Materialien viel billiger sind als traditionelle Kunstbedarf.

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Prothetik

Im Jahr 2011 verlor Richard Van As bei einem Tischlerunfall vier Finger. Richard musste sich für eine mechanische Prothese mit rund 10.000 US-Dollar konfrontieren und beschloss, stattdessen eine eigene zu bauen. Und das tat er zu Hause - mit einem 3D-Drucker.

Sein Prototyp, der Robohand, hat fünf Finger, die sich schließen, wenn er sein Handgelenk beugt. Nachdem er die Hand gebaut hatte, lud er die Blaupause ins Internet, damit jeder dasselbe tun konnte. Aber dann ging er noch einen Schritt weiter: Richard und sein Partner bauen jetzt prothetische Hände für südafrikanische Kinder mit fehlenden Fingern, wie dieser fünf Jahre alte Junge, der mit einem Amnionbandsyndrom geboren wurde, einer Erkrankung, die dazu führte, dass er fingerlos geboren wurde .

Das Aufregende ist, dass Richards Arbeit nur die Spitze des Eisbergs ist. Im Jahr 2009 hatte ein Mann namens Eric Moger einen Tumor von seinem Gesicht entfernt und ein Loch von der Größe eines Tennisballs in seiner linken Wange gelassen. Die Ärzte druckten eine Prothese, die die rechte Seite von Erics Gesicht widerspiegelte. Die Prothese hat die Flexibilität einer normalen Haut und wirkt fast verblüffend realistisch. Anfang dieses Jahres hatte ein Mann in den Vereinigten Staaten eine Prothese in seinen Schädel implantiert, die fast ein Viertel der gesamten Oberfläche des Schädels bedeckte.

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Körperteile

Wir werden nicht so schnell verlorene Arme und Beine mit eidechseähnlicher Effizienz nachwachsen lassen, aber wir gehen in diese Richtung. Zum Beispiel druckten Ingenieure der Cornell University ein Arbeitsohr mit Zellen, die aus der Rippe eines Patienten gezogen wurden. Die Zellen wurden in ein Gelmaterial gemischt, mit dem der 3D-Drucker ein Modell bauen konnte - und nach drei Monaten begann das Ohr tatsächlich mit dem eigenen Knorpel zu wachsen.

Wieder wird es besser. Vor ein paar Monaten haben wir 3D-Drucker kurz in einer Liste erwähnt und prophezeit, dass wir irgendwann in der Lage sein könnten, menschliche Organe zu drucken. Nun, das geschah etwa einen Monat nach der Veröffentlichung der Liste. Das San Diego-Forschungsunternehmen Organovo gab im April bekannt, dass es erfolgreich menschliches Lebergewebe gedruckt hat, das alle Funktionen einer Leber erfüllen kann. Sie haben noch keine volle Leber, aber der Horizont rückt näher. Dies ist definitiv der erste Schritt, um Ersatzorgeln nach Bedarf zu drucken, wodurch möglicherweise jedes Jahr Tausende Leben gerettet werden.

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Roboter

Wir scheinen eine fast religiöse Faszination für die Idee zu haben, einer anderen Kreatur einen Hauch von Leben einzuhauchen. Aber vielleicht liegt das daran, dass Roboter großartig sind.

Auf jeden Fall gibt es schon einige Forschungsgruppen, die mit 3D-Druckern begonnen haben, Roboter zu prototypisieren. In Deutschland hat die Fraunhofer-Gesellschaft einen achtbeinigen Spinnenroboter entwickelt, der so leicht bedruckt ist, dass ein Forscher ihn mit einem "Einweg-Gummihandschuh" vergleicht - in dem Sinne, dass es nach dem ersten Gebrauch einfacher ist, einen neuen zu drucken ein.

Ein gemeinsames Projekt von MIT und Harvard hat auch einen 3D-gedruckten Roboter entwickelt, der sich unglaublich gut selbst montieren kann. Der Bot besteht aus „Shape-Memory-Polymeren“, die es ihm ermöglichen, sich nach dem Drucken in die entsprechende Form zu falten.

Schließlich gibt es diesen Roboter, einen stimmaktivierten Android, der auf verbale Befehle entsprechend gruselig reagiert. Die Pläne stehen kostenlos online zur Verfügung, sodass jeder eine bauen kann und seine Rolle beim Aufbau einer Roboterarmee spielt.

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3D-Drucker

Normalerweise hat bereits jemand einen 3D-Drucker entwickelt, der andere 3D-Drucker drucken kann. RepRap genannt, verwendet der Drucker Open-Source-Konstruktionspläne, und alle Teile können mit einem anderen Drucker ausgedruckt werden (außer einigen Metallmuttern und -schrauben). Im Jahr 2008 wurde die Maschine an der University of Bath in Großbritannien getestet, wo sie erfolgreich eine „Kinderkopie“ von sich selbst anfertigte. Knapp drei Minuten später hatte das Kind den ersten Teil für das nächste Kind auf der Robo-Genologie-Linie fertiggestellt.

Da alle Pläne für den Drucker online frei verfügbar sind, hat sich eine Art Gemeinschaft um ihn herum gebildet, die das Design verbessert, um es effizienter zu machen. Zum Beispiel kann eine Person alle Blaupausen herunterladen, optimieren und dann die geänderten Blaupausen hochladen. Es ist wahrscheinlich das erste echte Beispiel für Hardware-Crowd-Sourcing in der Geschichte, und es ist nicht abzusehen, wo es in der Zukunft liegen wird.

Andrew Handley

Andrew ist freiberuflicher Autor und Besitzer des sexy, sexy HandleyNation Content Service. Wenn er nicht gerade schreibt, wandert oder klettert er oder genießt die frische Luft von North Carolina.