Cosa può fare la stampa 3D? Ecco 6 esempi creativi

Cosa può fare la stampa 3D? Ecco 6 esempi creativi

La stampa 3D è stata utilizzata per creare parti di automobili, custodie per smartphone, accessori di moda, attrezzature mediche e organi artificiali. Charles “Chuck” Hull ha creato la prima stampante 3D funzionale nel 1984 e la tecnologia ha fatto molta strada da allora. Le aziende manifatturiere e le organizzazioni aerospaziali hanno risparmiato miliardi di dollari utilizzando la stampa 3D per costruire parti. La stampa 3D ha anche aiutato a salvare delle vite. Uno dei modi migliori per conoscere ciò che la stampa 3D può fare è la ricerca di applicazioni di vita reale su questa tecnologia. Qui sotto ci sono 6 esempi creativi di usi della stampa 3D:

1.) Organi stampati in 3D

La stampa 3D è stata usata per stampare organi dalle cellule di un paziente. Questo significa che i pazienti potrebbero non dover più aspettare a lungo i donatori in futuro. In passato, gli ospedali impiantavano nei pazienti strutture fatte a mano. La stampa 3D ha migliorato drasticamente questo processo.

Utilizzando la stampa 3D, il dottor Anthony Atala del dipartimento di medicina rigenerativa della Wake Forest è stato in grado di creare impalcature artificiali a forma di organo con cellule vive. Prima si stampa l’impalcatura e poi la si riveste di cellule viventi. Ora il dipartimento rigenerativo sta lavorando alla costruzione di stampanti 3D che possono stampare impalcature artificiali e cellule viventi allo stesso tempo.

Durante il discorso di TED Talks del dottor Atala sulla stampa di organi in 3D, ha detto che “il 90% dei pazienti sulla lista dei trapianti sono in realtà in attesa di un rene. I pazienti muoiono ogni giorno perché non abbiamo abbastanza organi da distribuire”. Il dottor Atala ha detto che possono ricostruire l’intero volume di un rene dalle TAC dei pazienti.

Kaiba Gionfriddo

Il 28 ottobre 2011, Kaiba Gionfriddo è nato prematuramente con problemi di sviluppo polmonare. Quando la famiglia Gionfriddo era al ristorante sei settimane dopo, Kaiba ha smesso di respirare e ha iniziato a diventare blu. A Kaiba fu diagnosticata la tracheobronchomalacia, il che significa che la sua trachea era debole. Questo ha causato il collasso della trachea e del bronco sinistro di Kaiba. Kaiba ha ricevuto una tracheostomia e ha dovuto usare un ventilatore, ma questa non era la soluzione giusta da usare a lungo termine. Kaiba non poteva respirare bene e il suo cuore si fermava quasi ogni giorno. Questo è quando i medici dell’Università del Michigan hanno deciso di utilizzare una stecca polmonare stampata in 3D.

Il dottor Glenn Green e il dottor Scott Hollister dell’Università del Michigan hanno usato la stampa 3D per costruire una stecca bioresorbibile. I due medici stavano costruendo la stecca come prototipo e non era una soluzione collaudata al 100%, ma Kaiba aveva bisogno di aiuto subito, senza tempo per aspettare. Il Dr. Green e il Dr. Hollister hanno dovuto ottenere rapidamente un’autorizzazione d’emergenza dalla FDA e fare una TAC della trachea di Kaiba per creare un’immagine accurata. Hanno usato un software di modellazione al computer per creare la stecca e adattarla alla trachea di Kaiba. La stecca è stata stampata con policaprolattone (poliestere biodegradabile). Circa 3 settimane dopo l’operazione, Kaiba non aveva più bisogno di un ventilatore per respirare.

2.) La stampa 3D nell’industria automobilistica

General Motors

Quando General Motors ha iniziato a costruire la Chevrolet Malibu 2014, gli ingegneri della società hanno utilizzato la stampa 3D per risparmiare il tempo necessario nella prototipazione delle parti del veicolo. GM ha utilizzato la stereolitografia, software specializzati, dati matematici e sinterizzazione laser per costruire parti in resina liquida al fine di apportare miglioramenti alla Malibu.

General Motors ha detto che la prototipazione rapida si è rivelata particolarmente utile per la console del pavimento, che ha porta smartphone per il conducente e il passeggero. Le parti erano anche più leggere in modo da dare alla Malibu una migliore economia di carburante. GM ha usato la stampa 3D per il design della fascia anteriore per testare i veicoli nelle gallerie del vento. La stampa 3D è stata usata anche per scolpire i pannelli posteriori dei sedili anteriori.

Ford Motor Company

Ford Motor Company usa la stampa 3D per realizzare prototipi di molte parti dei suoi veicoli, come le teste dei cilindri, i rotori dei freni, le manopole del cambio e le prese d’aria. La stampa 3D è stata usata al Torrence Avenue Assembly Plant della Ford per la produzione dell’Explorer e dei motori EcoBoost.

Urbee 2

Jim Kor e il suo team di ingegneri stanno costruendo un intero veicolo con stampanti 3D chiamato Urbee 2. Il corpo dell’Urbee originale è stato realizzato attraverso l’uso della stampa 3D. Tuttavia, l’Urbee 2 nel suo complesso sarà in gran parte stampato in 3D. La Urbee 2 avrà anche un aspetto più simile a un’auto pronta per la produzione rispetto all’originale.

Il team di Kor guiderà la Urbee 2 da New York a San Francisco al completamento e si prevede che usi meno energia della maggior parte delle altre auto di produzione. Il loro obiettivo è quello di utilizzare 10 galloni di gas per l’intero viaggio.

3.) La stampa 3D nell’industria aerospaziale

Di recente, l’iniettore del motore del razzo della NASA fatto da una stampante 3D ha superato un importante test di fuoco caldo. Nel test, l’iniettore del motore del razzo ha generato 10 volte più spinta di qualsiasi iniettore fatto dalla stampa 3D in passato.

Gli ingegneri della NASA sono stati in grado di costruire l’iniettore con la fusione laser selettiva per fondere insieme la polvere della lega di nichel-cromo. La parte di prova aveva le dimensioni di un iniettore usato in un piccolo motore a razzo, ma il design è simile a quello di un iniettore in un motore più grande. L’iniettore può essere scalato ad una dimensione più grande quando è pronto per la produzione.

NASA sta anche per inviare una stampante 3D nello spazio esterno come parte di un piano per impostare una “mini fabbrica” sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Se gli astronauti sono a corto di strumenti, sarebbero semplicemente in grado di stamparne altri. Gli astronauti non dovrebbero più portare pezzi di ricambio per ogni missione.

Niki Werkheiser, il capo per la stampa 3D in Zero-G ISS Technology Demonstration al Marshall Space Flight Center della NASA, ha detto che il design per le parti può essere precaricato sulla stampante o possono essere caricati direttamente da terra. Il pilota della stampante 3D dello spazio esterno sta per essere testato durante una missione spaziale nell’autunno del 2014.

4.) Pistola stampata in 3D

Defense Distributed è un gruppo di armaioli ad alta tecnologia che ha creato la prima pistola stampata in 3D completamente open-sourced al mondo chiamata “Liberator”. Quindici delle sedici parti della pistola sono state realizzate in plastica stampata in 3D e il corpo può essere inciso durante la notte. Cody Wilson della Defense Distributed ritiene che la “Liberator” dimostri l’incapacità dei governi di far rispettare il controllo delle armi.

5.) Protesi stampate in 3D

Emma Lavelle

Quando Emma Lavelle è nata, le sue gambe erano sollevate fino alle orecchie e le sue spalle erano ruotate internamente a causa di una rara malattia genetica chiamata arthrogryposis multiplex congenita. Le gambe di Emma sono state ingessate e lei ha iniziato lentamente a svilupparsi di nuovo. Il dottor Tariq Rahman del Nemours Biomedical Research facility presso l’Alfred DuPoint Hospital For Children ha lavorato con gli ingegneri dell’ospedale per costruire un “esoscheletro” durevole utilizzando una stampante 3D. In una conferenza a Philadelphia, il dottor Rahman ha tenuto una presentazione sull’esoscheletro robotico di Wilmington (WREX), ed è così che i genitori di Emma hanno scoperto il dispositivo medico. Quando Emma è stata dotata del WREX, è stata in grado di portare le braccia alla bocca per la prima volta. Nell’ultimo anno, oltre 15 pazienti hanno iniziato a indossare il WREX stampato in 3D. Emma ha superato il primo ed è ora sul secondo.

Buttercup The Duck

Buttercup the duck è nato con il piede sinistro all’indietro. Buttercup ha ricevuto un nuovo piede in silicone che è stato creato con una stampante 3D. Buttercup è nato nel laboratorio di biologia di una scuola superiore nel novembre 2012 e il custode non poteva girare il suo piede. Ora vive al Feathered Angels Waterfowl Sanctuary in Arlington, Texas, Buttercup è curato da Mike Garey. Garey ha notato che Buttercup non sarebbe stato in grado di sopravvivere zoppicando.

Ecco perché la zampa sinistra di Buttercup è stata amputata dalla Collierville Animal Clinic e una società di stampa 3D chiamata NovaCopy ha costruito una nuova zampa in silicone per Buttercup. NovaCopy ha anche stampato una calza di silicone per attaccare il piede stampato in 3D al corpo. Per mantenere il piede in posizione, Feathered Angels ha usato un materiale simile alla gelatina chiamato Winters Gel (un rivestimento che è stato sviluppato per attaccare una coda al delfino Winter, che era la base per il film Dolphin Tale).

Oggi Buttercup è in grado di fare tutte le stesse cose che possono fare le altre anatre dello stormo. Ecco un video di Buttercup che usa per la prima volta il piede protesico stampato in 3D:

Mascella stampata in 3D

L’anno scorso, i ricercatori medici in Belgio e nei Paesi Bassi hanno sostituito la mascella di una donna di 83 anni con un modello stampato in 3D della sua mandibola inferiore. I medici hanno dovuto rimuovere la sua mascella a causa di una grave infezione, ma l’intervento chirurgico sarebbe stato un grande rischio a causa della sua età avanzata e diversi altri fattori. I ricercatori hanno lavorato con una società di impianti chiamata Xilloc per sostituire la mascella. L’impianto è stato messo insieme da una stampante 3D utilizzando titanio in polvere attraverso il processo di fusione laser. In un solo giorno dopo l’intervento, la donna di 83 anni poteva già parlare e deglutire normalmente.

6.) 3D Printing As A Way To Help The Senses

Yahoo! Hands On Search

In Giappone, Yahoo! sta lavorando con un’agenzia creativa chiamata Hakuhodo Kettle per aiutare una scuola per ciechi. Yahoo! sta insegnando ai bambini ciechi a cercare sul web usando una macchina chiamata Hands On Search. Hands On Search ha la forma di una nuvola e combina la tecnologia di riconoscimento vocale con una stampante MakerBot 3D per trasformare le richieste vocali in oggetti fisici.

L’orecchio bionico stampato in 3D

L’estate scorsa, gli scienziati della Princeton University hanno creato un orecchio bionico utilizzando una stampante 3D. L’orecchio bionico può sentire molto meglio di quello che le orecchie umane medie possono rilevare. Lo scopo di questo esperimento era di esplorare un metodo efficiente per fondere l’elettronica con i tessuti. Gli scienziati hanno creato l’orecchio bionico utilizzando la stampa 3D di cellule e nanoparticelle.

“In precedenza, i ricercatori hanno suggerito alcune strategie per adattare l’elettronica in modo che questa fusione sia meno scomoda. Questo avviene tipicamente tra un foglio 2-D di elettronica e una superficie del tessuto. Tuttavia, il nostro lavoro suggerisce un nuovo approccio – per costruire e crescere la biologia con l’elettronica sinergicamente e in un formato intrecciato 3-D,” ha dichiarato Princeton University assistente professore di ingegneria meccanica e aerospaziale e il ricercatore principale del progetto, Michael McAlpine.