Блог компании РСХБ-Интех (Россельхозбанк). В 2022 году индустрия 3D-печати отметила свое первое десятилетие, как инструмент аддитивного производства. Отрасль развивается и проникает во все сферы жизни человека: медицина, космос, фармацевтика, электроника, машиностроение, а также фудтех: создание альтернативных продуктов, автоматизация процессов приготовления, масштабирование производства.

Пока 3D-продуктов нет в каждом холодильнике, но в некоторых городах мира можно купить 3D-бургер или поужинать в ресторане с 3D-блюдами. О том благодаря кому, это стало возможным и когда 3d-принтер появится на вашей кухне, читайте в новой статье.

История 3D печати

Классический 3D-принтер – это не технологическая новинка последних лет. История создания этого прибора длилась много лет, а над разработками трудились ученые всего мира. Каждый внес свой вклад в развитие 3D-технологий.

Первый прототип 3D-принтера был изобретен доктором Хидео Кодама из муниципального научно-исследовательского института промышленности Нагои в 1981 году. Прибор быстрого прототипирования создавал детали слой за слоем, используя смолу, полимеризуемую под воздействием ультрафиолетового света.

В 1983 году французские инженеры национального центра научных исследований Ален Ле Мехо, Жан-Клод Андрэ и Оливье де Витт придумали прибор, который под воздействием лазера превращал мономер в полимер. Свою технологию они назвали стереолитографией. Благодаря этому названию самый известный формат файла для 3D-печати называется STL (stereolithography).

Отцом-изобретателем 3D-печати принято считать американского исследователя и основателя 3D Systems Чака Халла. В 1986 году он представил миру свой прибор для трехмерной печати, которую назвал «установка для стереолитографии».

Чак Халл- – соучредитель, исполнительный вице-президент и главный технический директор компании 3D Systems.

Чак Халл разработал новый метод 3D-печати (размещение тонкого пластика послойно с УФ-технологией) и основал компанию 3D Systems. В 1988 под его руководством был выпущен первый коммерческий 3D-принтер – модель SL1. В случае использования метода SLS, лазер превращает сыпучий порошок (а не смолу) в твёрдый материал.

В этом же году Скотт Крамп изобрел абсолютно новую технологию работы с 3D-печатью: FDM (моделирование путём послойного наплавления пластиковой нити). Сегодня на основе этой технологии работают все 3D-принтеры, предназначенные для массового использования.

Первые 3D-принтеры были дорогостоящими и громоздкими, поэтому использовались только в крупных компаниях. Но 2005 год стал знаковым для технологии 3D-печати благодаря появлению проекта с открытым исходным кодом под названием RepRap Project, основанного профессором Университета Бата Адрианом Боуэром. Им был создан 3D-принтер RepRap, который с того момента стал источником вдохновения для создания практически всех недорогих и удобных в использовании 3D-принтеров. В 2009 в США открылась компания по производству настольных FDM принтеров – MakerBot.

Развитие 3D-печати продолжалось. Ученые начали разрабатывать 3D-печать с помощью живых клеток – биопринтинг. Американец Томас Боланд из Клемсонского Университета создал и запатентовал струйную печать из живых клеток, что стало большим шагом на пути к печати человеческих органов на 3D-принтере. В 2008 году произошла первая печать протезов, которые были успешно трансплантированы пациенту. В настоящий момент многие компании занимаются разработками в области печати бионических протезов и органов.

В 2012 году 3D-печать проникла в область фудтеха: в Барселоне была создана инновационная бытовая техника для кухни Natural Machines, в том числе машина Foodini для 3D-печати еды дома из свежих продуктов. В этом же году компания Essential Dynamics анонсировала первый в мире пищевой 3D-принтер Imagine Machine.

Есть мнение, что вся индустрия пищевых принтеров началась с компании Fab@Home. Дело в том, что создатели этого устройства, Ход Липсон и Эван Малоун из Корнелльского университета, всего лишь решили поставить эксперимент по внедрению быстрого прототипирования в широкие массы по низкой цене, а инструкцию выложили в открытый доступ. На этом их задача была выполнена. С 2010 года их лаборатория вместе с партнерами на местах, например, французским кулинарным институтом, начали экспериментировать с пищевой экструзией: 3D-печенье с запеченными внутри буквами, гребешки в форме космических кораблей, шоколад, глазурь, сыр и многое другое.

Что касается отечественных разработок в фудтехе, то ещё в 2015 году компания 3D Bioprinting Solutions начала сотрудничество с KFC по разработке инновационной технологии создания куриного мяса с помощью 3D-биопринтера. В 2018 году компания запустила магнитный биопринтер, а в сентябре 2020 фудпринтер от 3D Bioprinting Solutions был представлен в ресторане Twins Garden. Там на нём напечатали кальмара из растительного белка.

Сегодня 3D-принтеры для пищевой промышленности производят массово, а ученые создают новые методы производства продуктов. Несмотря на то, что технология пищевой трехмерной печати является самой молодой в области 3D-моделирования, она динамично развивается и совершенствуется.

Сейчас существует множество пищевых 3D-принтеров, но есть два основных вида:

• 3D-принтер карусельного типа, который вращает над рабочей поверхностью емкости с сырьем, выбирая нужный ингредиент и выдавливая указанную в рецепте дозировку продукта. В базе пищевого 3D-принтера карусельного типа может храниться практически неограниченное количество рецептов, а для его использования не нужны специальные навыки. Широкий ассортимент ингредиентов, подходящих для работы с трехмерными устройствами, дает возможность создавать практически любые объемные модели.
• 3D-принтер экструзионного типа слой за слоем выдавливает съедобную массу на рабочую поверхность. Он может формировать полноценное блюдо или продукт.

Фудтех и 3D-печать

По прогнозам аналитиков компании Emergen Research, мировой рынок пищевых технологий достигнет $342,52 млрд к 2027 году. И в таких условиях развитие съедобной 3D-печать сулит значимую выгоду производителям, так как технические особенности процесса позволяют создавать новые вкусы и блюда без построения сложной производственной линии. Кажется, что скоро «напечатать» можно будет любое блюдо.

Если верить фильму «Звездный путь», то именно 3D-печать будет единственным способом приготовления пищи через 2 000 лет, ну а пока предлагаем познакомиться с успешными проектами России и мира в области пищевой 3D-печати.