Распечатай себе жизнь, или Революция в 3D

Фото: 3D-принтер MakerBot Replicator 2. Reuters

3D-печать может обернуться третьей промышленной революцией (после механизации производства в 18-м веке и изобретения конвейера в 20-м) — и глубокими изменениями всей жизни общества. Производить вещи в домашних условиях сможет каждый, и вместо миллионов совершенно идентичных многотиражных предметов нас будут окружать вещи, сделанные под собственный вкус, под конкретные нужды.

Изначально технология развивалась для промышленного прототипирования — создания макетов и прототипов готового изделия перед производством. Однако за последние годы она созрела для полноценного массового применения.

Трехмерный принтер способен выдавать готовые вещи весьма изощренной формы, которые было бы слишком затратно изготавливать на обычных фабриках, и делает это с заводской точностью. В конце концов, чтобы начать производство продукта на конвейере, необходим изрядный капитал. Чтобы распечатать его, достаточно иметь компьютер, 3D-принтер и специальный "тонер".

Николай Губин, 3D Corp:

"Пока цель всей этой технологии — выйти на бытовой уровень, чтобы можно было в домашних условиях, никуда не обращаясь, производить нужные предметы. Чтобы бюджетный принтер был в каждой квартире, тем более, как все мы знаем, часто каких-то запчастей и деталей в продаже просто не найти".

В основе своей 3D-принтер работает так же, как обычный. Например, струйный может разбрызгивать пластик, который быстро застывает и затвердевает, капля за каплей и слой за слоем формируя объект. Лазерные 3D-принтеры могут спекать или засвечивать фоточувствительный порошок, после чего достаточно удалить остатки. Существуют и другие решения, использующие спекание цельных слоев "тонера", тонких проволочек и т. д.

Николай Губин, 3D Corp:

"В зависимости от сложности детали печать может занять от нескольких минут до нескольких дней... Но это всегда небольшое чудо, как материализация: когда вы создаете виртуальную модель, а потом видите ее в виде распечатанного объекта — это очень сильное переживание".

Максим Анисимов, СКБ "Кипарис":

"Вы загрузили модель и видите, как постепенно, буквально на глазах вырастает деталь. Вы ее видите, берете на руки — и она не рассыпается. Ее даже можно поставить на место в прибор — и она будет работать. Эти впечатления когда-то нас очень сильно зацепили".

Помимо крупнейших мировых разработчиков — таких компаний, как 3D Systems, MakerBot, Formlabs Stratasys — собственные 3D-принтеры делают и в России. Пионером в этой области стала зеленоградская компания "СКБ "Кипарис".

Максим Анисимов, СКБ "Кипарис":

"Мы начали два года назад, и пока что наша цель — выйти на уровень западных производителей и по качеству печати, и по надежности работы, и по внешнему виду. По качеству мы уже не уступаем, а в некоторых моментах, пожалуй, и обгоняем. К примеру, у нас самое высокое в своей категории разрешение. Недавно мы делали для заказчиков деталь с точностью 0,1 мм".

Инструкцией для работы такого принтера служит цифровая модель, которую можно создать в программе 3D-моделирования, получить с помощью трехмерного сканера или просто загрузить из интернета.

Максим Анисимов, СКБ "Кипарис":

"К сожалению, с доступностью бытовых 3D-моделей пока остаются большие сложности. Если, скажем, сломалась ручка от холодильника, и вы решите распечатать новую, вы вряд ли найдете готовую модель где-то в интернете. Нет баз, где собирались бы модели деталей бытовой техники — да и вопрос с их копирайтом еще не решен, ведь их свободное размещение пока нарушает права разработчиков. Так что эту ручку вам придется либо самим делать, либо заказывать у кого-то, кто это умеет.

Однако ситуация быстро меняется, и скоро, уверен, будет большое сообщество людей, которые по собственной воле, бесплатно будут формировать и наполнять такую базу — как это делается в "Википедии" или в торрент-сетях".

Николай Губин, 3D Corp:

"Сейчас уже имеется достаточно бесплатных баз 3D-моделей, где можно найти массу необычного и интересного для себя. В конце концов, трехмерным моделированием молодежь часто увлекается — тогда возможности 3D-печати ограничиваются практически только вашей фантазией.

Мы печатаем в основном из пластика ABS, который производится на основе нефти. Используется и PLA, который получают из естественных, биологических веществ — он, соответственно, понемногу разлагается в природе. Популярно еще и использование фотополимеров, особенно для специальных задач — скажем, прототипирования ювелирных изделий".

Максим Анисимов, СКБ "Кипарис":

"Считается, что ABS — более "промышленный", а PLA — "экологически чистый" и должен разлагаться в течение нескольких лет. На самом деле, мы делаем большую часть своих продуктов из него. Из PLA легче печатать, по прочности он ABS не уступает, только температурный режим ему требуется более щадящий. А что до разложения — то у нас на подоконнике стоит коробка, распечатанная из PLA, стоит уже полтора года, и ничего с ней не случилось".

Теоретически материалы "тонера" могут быть самыми разными, и распечатывать из них можно практически что угодно, от деталей самолетов до оригинальных блюд, от кусочков кожи до строительных блоков. Разработки идут по всем этим направлениям: уже продемонстрированы "пищевые" принтеры, способные распечатывать изящные (и вкусные) кондитерские изделия и просто гамбургеры. Медики учатся распечатывать не только пластиковые протезы, но и целые органы и ткани, используя в качестве "тонера" живые клетки. Строители ждут первых больших принтеров, которые смогут создавать бетонные панели сложных форм.

Популярность набирают трехмерные фигурки-портреты, а в киноиндустрии — распечатанные декорации и реквизит, изготовление которых традиционными методами оказывается намного дороже. Во всяком случае, в новом фильме про хоббитов известный новатор Питер Джексон использовал именно эту технологию, чтобы воссоздать многие сказочные артефакты.

Сегодня существуют тысячи моделей 3D-принтеров стоимостью от сотен до сотен тысяч долларов. С их помощью распечатывают даже детали ракетных двигателей, а в прошлом году инженеры-любители успешно создали трехмерную модель винтовки М-4 и распечатали ее, вызвав шквал негодования и бурные дискуссии об опасностях будущего. С тех пор распространение 3D-моделей оружия стараются ограничить, хотя никто не застрахован от того, что в будущем нужную информацию можно будет скачать по старинке, "на торрентах".

С трехмерной печатью в прошлое может отойти множество неквалифицированных специальностей, и в нашем мире станет еще меньше физического труда и еще больше умственного. По мнению специалистов, изменится и вся мировая структура производства, которое, не требуя низкоквалифицированной и дешевой рабочей силы, начнет активно возвращаться в развитые страны.

Во всяком случае, в Германии уже активно работает целая 3D-фабрика FabGate, позволяющая распечатать что угодно по вашему индивидуальному заказу из пластика, металла и даже дерева. Заказчику достаточно загрузить свою 3D-модель и выбрать нужный материал — а надпись "Made in" можно добавлять по желанию.

Николай Губин, 3D Corp:

"Любая влиятельная технология всегда приводит к смещению рабочей силы. К этому должна привести и 3D-печать, когда предметы, которые сегодня производят на заводе, можно будет получать штучно, самостоятельно, у себя дома. Рабочая сила, занятая этим трудом, заменяется, можно сказать, роботом.

Сегодня 3D-принтеры чаще всего покупают либо бизнесмены, которые планируют открыть с ними собственный бизнес, либо предприятия, которым необходимо получать прототипы каких-то готовых изделий. Пока что, к сожалению, массового спроса со стороны населения нет — но мы над этим работаем, активно занимаемся популяризацией этой темы. По моему ощущению, пока об этих технологиях знает в России максимум каждый двадцатый".

Максим Анисимов, СКБ "Кипарис":

"Тенденция, по-моему, налицо: трехмерная печать захватывает все новые области, набирает все большую популярность. Вопрос лишь во времени, необходимом для прогресса, и в том, чтобы каждый понял, как и для чего 3D-принтеры можно использовать.

По крайней мере, если оценивать количество проданных персональных 3D-принтеров, по миру в 2011-м году оно подскочило более чем в четыре раза! И у нас интерес к этой теме постоянно растет. Пока это в основном энтузиасты, но через десять лет технология станет повсеместной, как компьютеры: сначала будет использоваться на работе, но постепенно и быстро начнет перетекать в обычную жизнь".