Аддитивные технологии (Additive Manufacturing) — метод создания трехмерных объектов, деталей или вещей путем послойного добавления материала: пластика, металла, бетона и, возможно, в будущем — человеческой ткани. Искусственные органы, дома, продукты питания уже печатаются на 3D-принтерах во всем мире. 

В июле 2021 года правительство РФ утвердило «Стратегию развития аддитивных технологий в Российской Федерации на период до 2030 года». В России к 2030 году будет создано около 180 центров аддитивных технологий, из них около десяти создаст госкорпорация «Росатом». 

Применяют 3D-технологии и в России — в машиностроении, аэрокосмической промышленности, двигателестроении, металлургии, биомедицине. Профессия специалиста по аддитивным технологиям — то есть, эксперта по созданию трехмерных объектов, становится очень востребованной. 

Принтер для 3D-печати в зависимости от назначения и материалов может быть как крошечным, так и гигантским, на несколько десятков метров. Рассмотрим основные области применения 3D-технологий.

Кино, телевидение и видеоигры

Эксперименты с 3D начались ещё в 40-е годы прошлого века. Для достижения стереоэффекта применялся анаглиф. Для того чтобы картинка на экране казалась объемной, каждый глаз зрителя, как и в жизни, должен видеть несколько отличающееся изображение, из которых мозг сложит единую трехмерную картину.

Сегодня 3D — это один из самых популярных форматов для просмотра кино, который позволяет зрителю погрузиться в мир фильма и почувствовать себя его частью. Кроме того, 3D используется и на телевидении, например, в спортивных трансляциях. А профессия 3D-графика и 3D-видеографа востребована как никогда. 

Аналогично, трудно представить современную игровую индустрию без 3D графики. Технология применяется в популярнейших релизах Grand Theft Auto V, Battlefield 1 и Call of Duty: Black Ops 4, позволяет игрокам полностью погрузиться в игровой мир и насладиться эффектом присутствия.

Архитектура и дизайн интерьера

3D-моделирование позволяет создавать реалистичные модели зданий и интерьеров. Это помогает архитекторам и дизайнерам лучше представлять свои проекты, а также облегчает процесс согласования с заказчиками. Цифровая архитектура, или BIM-моделирование в строительстве позволяет в десятки раз ускорить проектирование зданий, кварталов и даже районов города. Эта технология применяется для строительства в Москве и других городах РФ. Ее принципиальное отличие от простого 3D-моделирования заключается в том, что BIM-модель неразрывно связана с базой данных и включает в себя всю информацию о строящемся здании и его составных частях — физические характеристики, способы размещения в пространстве и даже цену каждого кирпича, водопроводной трубы или потолочного плафона. Эти данные называются семантикой элементов.

Медицина

В медицине 3D-технологии используются для создания трехмерных изображений органов и тканей, что позволяет врачам более точно диагностировать заболевания и планировать хирургические операции.

3D-биопринтинг, также биофабрикация как самостоятельное направление разработок в области тканевой инженерии стали формироваться в начале 2000-х годов. Биопринтинг — это технология создания тканеинженерных конструкций (называемых скаффолдами) с использованием 3D-печати, при которой сохраняются функции и жизнеспособность клеток, а сама конструкция имитирует для них то микроокружение, которое в дальнейшем способствует формированию новой, строго определенной ткани.  У искусственных органов имеются недостатки, один из главных состоит в отторжении чуждого человеческому организму инородного материала. В России биопринтеры и материалы используются исключительно в научно-исследовательских целях.

Образование

Все больше образовательных организаций начинают использовать в обучении 3D оборудование и изучение 3D технологий. 3D-модели и анимация позволяют наглядно демонстрировать сложные научные и технические процессы, делая обучение более интерактивным и интересным. В России существует даже ассоциация 3D образования, которая развивает проект «Инженеры будущего: 3D технологии в образовании» при поддержке Агентства стратегических инициатив.

Реклама и маркетинг

3D-печать позволяет создавать уникальные товары с индивидуальным дизайном, что делает продукцию более привлекательной для покупателей. Кроме того, использование 3D анимации и графики в рекламных роликах увеличивает эффективность рекламной кампании. А 3D-билборды и подсветка (3D mapping) стали настоящим хитом 2023 года. И сх помощью рекламировали и Nike, и Xiaomi, и даже нового «Чебурашку»!

Промышленность

В промышленности 3D сканеры и принтеры используются для создания прототипов изделий, что значительно ускоряет процесс разработки новых продуктов. При этом российские компании не уступают зарубежным в качестве производимого оборудования, предлагают более привлекательную стоимость и порой уникальные решения (как, например, инновационная технология 3D-печати металлов из необработанного сырья).  

Наибольший спрос на аддитивные технологии наблюдается в авиационной и космической промышленности, в военно-промышленном комплексе. Основные инвесторы и заказчики аддитивных технологий в России — это, к примеру, Объединенная авиастроительная корпорация, Объединенная двигателестроительная корпорация, ВИАМ, а также СИБУР, «Газпром нефть» и BAS.

Искусство и мода

Современные художники и дизайнеры используют 3D графику для создания уникальных произведений искусства и модных коллекций. При этом современные технологии позволяют как напечатать реальную 3D-одежду по уникальному заказу, так и создать цифровой образ, одев своего игрового персонажа (например, в League of Legends) в брендовые вещи.

Виртуальная и дополненная реальность

С появлением VR и AR устройств, 3D становится еще более популярным. Эти технологии позволяют пользователям полностью погружаться в виртуальный мир, получая новые впечатления и эмоции.

Фото: freepik.com