Современный мир невозможно представить без 3D-технологий. В основе концепции глобального развития, известной как «Индустрия 4.0», лежат не только искусственный интеллект и квантовые вычисления, но также трехмерная печать и 3D-моделирование.

В этом обзоре мы рассказываем о применении 3D-технологий в таких ключевых сферах деятельности как образование и наука.

Содержание:

• Видеоверсия
• Учебный процесс
• Применение в науке
• Применение в медицине
• Культура
• Экология
• Итог

Видеоверсия

Учебный процесс

3D-печать — технология, активно проникающая в современный учебный процесс. Применение 3D-принтеров позволяет школьникам и студентам создавать прототипы изделий без использования дорогостоящей оснастки, необходимой для традиционных, субтрактивных методов. Учащиеся разрабатывают и изготавливают реальные модели, которые можно подержать в руках. Кроме того, учебная среда позволяет студентам находить новые применения для 3D-печати

3D-принтеры совершают беспрецедентную революцию в STEM-образовании. Школьники и студенты теперь могут не только изготавливать прототипы прямо в классе, но и создавать недорогое, высокоточное научное оборудование на основе открытых аппаратных разработок. 

Школьники воссоздают дубликаты музейных экспонатов, таких как окаменелости и исторические артефакты, для изучения в классе без риска повреждения ценных коллекций. Студенты, интересующиеся инженерным проектированием, могут легко конструировать сложные модели с рабочими деталями. 3D-печать позволяет учащимся по-новому взглянуть даже на обычные топографические карты — школьники прямо в классе могут создать 3D-проекцию родного края.

С помощью 3D-моделей студенты естественнонаучных специальностей изучают поперечные срезы внутренних органов человеческого тела и другие биологические образцы. Студенты-химики могут исследовать 3D-модели молекул и взаимосвязи внутри химических соединений.

Ученые, работающие в области педагогической психологии, утверждают, что 3D-проектирование и 3D-печать могут активизировать различные навыки грамотности и творческие способности детей, в соответствии с требованиями современного мира.

В список постоянных клиентов Top 3D Group входит целый ряд российских школ и ВУЗов. Все больше учебных заведений обращает свое внимание на цифровые и аддитивные технологии, которые имеют решающее значение в подготовке учащихся ко взрослой жизни и профессиональной деятельности.

Применение в науке

Современная наука невозможна без широкого применения 3D-технологий. Благодаря трехмерной печати, 3D-сканированию и моделированию, появились новые исследовательские направления, ранее считавшиеся едва ли не фантастическими.

3D-печать превратилась в повседневный инструмент исследователей. Нередко 3D-принтеры применяются для изготовления специализированных объектов со сложнейшей геометрией, недостижимой при использовании традиционных методов производства.

В 2012 году ученые из Великобритании успешно применили 3D-принтер для получения новых химических соединений — на первом этапе они напечатали химический реактор, на втором — с помощью того же 3D-принтера разместили внутри напечатанного реактора необходимые реагенты. 

FDM-печать микрореакторов уже является постоянной практикой. При работе в инертной газовой среде, такие химические реакторы могут сразу в процессе печати, заполняться высокореактивными веществами.

Исследователи все чаще прибегают к 3D-печати лабораторной посуды, при проведении рутинных аналитических измерений, а также для изготовления специализированных изделий для экспериментов. Например, магнитных экранов и вакуумных компонентов, характеристики которых сопоставимы с промышленными экземплярами.

Применение в медицине

История применения 3D-печати в хирургии началась в середине 1990-х годов с анатомического моделирования при планировании костно-реконструктивных операций. Тренируясь на тактильной модели перед операцией, хирурги могли лучше подготовиться, а пациенты получали более качественное лечение.

Сегодня специалисты широко используют 3D-модели — как виртуальные, так и изготовленные на принтерах — для планирования операций на сердце и других внутренних органах.

Культура

3D-печать активно используется в сфере культурного наследия для сохранения, реставрации и распространения информации. Крупные музеи приобретают 3D-принтеры и активно воссоздают недостающие фрагменты своих реликвий.

Scan the World — это крупнейший архив 3D-печатных объектов культурного значения со всего мира. Каждый объект, созданный на основе данных 3D-сканирования, предоставленных сообществом, оптимизирован для 3D-печати. Благодаря сотрудничеству с крупными музеями и частными коллекциями эта инициатива служит популяризации искусства и исторических наук. 

Некоторые музеи используют 3D-принтеры для создания сувениров, которые можно приобрести в специализированных магазинах. Другие — продают через интернет цифровые модели своих экспонатов в формате удобном для 3D-печати.

Экология

3D-технологии находят применение в экологических проектах. Так в Бахрейне, с помощью крупногабаритной 3D-печати из материала, похожего по свойствам на песчаник, были напечатаны уникальные конструкции, которые затем разместили на дне Персидского залива. Заселенные коралловыми полипами эти искусственно созданные конструкции помогли восстановить поврежденные рифы, благодаря естественной форме и природному материалу, имеющему нейтральный показатель pH.

Итог

3D-технологии имеют огромный потенциал для науки и образования. Они позволяют создавать новые возможности для исследования и обучения, а также упрощают доступ к знаниям и культурному наследию.