Бионические протезы в наше время
В детстве и юношестве многие из нас читали sci-fi романы о том, как в будущем люди будут все меньше зависеть от своего физического тела, органы можно будет выращивать, или же вовсе перенести сознание в виртуальную реальность.
Годы идут, и технический прогресс не стоит в стороне. Уже сейчас выращивают отдельные органы (или же конструируют), вовсю готовятся испытания на людях.
Что же касается протезов, здесь ситуация обстоит лучше. Будущее уже наступило, и различные протезы позволяют уже сегодня человеку вести полноценную жизнь в обществе.
Источник фото
И помогают в изготовлении таких протезов достижения современной науки и инженерии: последние разработки в области 3d-моделирования, 3d-принтеры (в том числе, аддитивные технологии), современные методы управления качеством и подходы к управлению проектами.
Протезы для рук в мире и у нас
В прошлом году вышел фильм «Алита: Боевой ангел» про девушку-киборга. Джеймс Кэмерон с командой организовали благотворительную акцию для изготовления бионического протеза для девочки
В нашей стране тоже делают современные протезы. Компания Моторика, про которую много статей на Хабре, делает протезы для детей.
Взрослым также нужны протезы. И технологии, которые для этого требуются, уже здесь.
В частности, применяются аддитивные технологии (англ. additive manufacturing — от слова аддитивность — прибавляемый) — это послойное наращивание и синтез объектов, применяемые в 3d-печати.
Компания Моторика работает с первой в России площадкой института легких материалов и технологий (ИЛМиТ). Применяется синтез элементов из особого сплава алюминия, разработанного в ИлМИТ. ИЛМиТ создан в 2017 году при сотрудничестве с компанией РУСАЛ, при активном участии Олега Дерипаски, НИТУ «МИСиС» и при поддержке Алюминиевой Ассоциации, Минпромторга и Минобрнауки.
Технологический процесс за последние годы сильно изменился. Еще 15 лет назад ЧПУ казались весьма современными, по сравнению с традиционными станками. Однако мелкосерийное производство, особенно с кастомизацией изделий, занимало месяцы — каждый нюанс и мелочь требовали значительных изменений в процессе программирования и т.д.
Можно сказать, что 3d-печать с инновациями произвели революцию в целом ряде отраслей, включаю данную. Как и в web-разработке, где есть множество фреймворков (которые, благодаря конкуренции, постоянно развиваются — привет JS!) и они дают надежный фундамент и скорость разработки различных кастомных приложений и сайтов (причем под разные платформы сразу), то и 3d-печать дает возможность делать кастомные разработки, при этом получая базовый функционал из материалов, способов их обработки (и высокой точности).
Технологический процесс разработки протезов на современном уровне широко применяет 3d-моделирование и 3d-печать. От деталей протеза требуется одновременно и прочность, и легкость. Решая данную и схожие задачи, в ИлМИТ создали 7 металлических порошков, применяемых при 3d-печати. В процессе синтеза осуществляется послойное нанесение (толщина 30 микрон) распыленного алюминиевого сплава, который затем расплавляется лазерным лучом по слоям трехмерного прототипа.
Следом идут термообработка, механическая обработка с отделением от платформы.
И, конечно, контроль качества (различные проверки: механические испытания, исследование структуры и так далее). Тесты идейно похожи на разработку ПО (юнит-тесты, интеграционные, UX, приемочные). Контроль качества — неотъемлемый атрибут любого производственного процесса.
Но, как говорят, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Подробно рассказывает Лиам Нисон, который снялся в ролике для РБК, вместе с Ильей Морковцевым из Моторики, который сам использует протез и активно участвует в испытании новых
В итоге сами детали для протезов изготавливаются за считанные часы.
По сравнению с литьем, протезы, полученные за счет послойного сплавления металлических порошков в 6 раз прочее и десятки раз дешевле.
Заключение
По всему миру неуклонно идут улучшения во множестве сфер. И если некоторые задачи, которые перед человечеством когда-то поставили выдающиеся фантасты (к примеру, путешествия на далекие планеты) пока лишь на начальном этапе решения, то очень многие элементы научной фантастики прочно вошли в нашу жизнь.
Бионические протезы, изготовленные при помощи 3d-печати с применением аддитивных технологий, для детей и взрослых — это сегодняшний день.
Будущее уже здесь.
The best is yet to come.
