3D- печать наряду с альтернативной энергетикой, интернетом и биотехнологиями — это неотъемлемая часть картины будущего, которую представляют нам СМИ. Через несколько лет 3D- печать станет важной частью нашей жизни и, как говорится, войдет в каждый дом.
Что это такое и какиеизменения приносит эта технология? Широкая публика вводится в некотороезаблуждение термином «3D- принтер». Поскольку все знакомы с обычными принтерами, то этипредставления переносятся и на 3D- принтеры, то есть, часто можно встретить мнение о том, что это такаяштука, которая «печатает вещи». Сразу представляется жужжащая коробочка, изкоторой появляются ботинки, тарелки, носки...На самом деле, под словом «3D- принтер» понимаются разные устройства,разных размеров и разной конструкции. Всех их объединяет способность создаватьпредметы методом послойного нанесения вещества по моделям, созданным в 3D- редакторе. Любое устройство,удовлетворяющее этим критериям, будет 3D- принтером.
Буквально за последние 3-5лет эта технология сделала стремительный рывок. Уже создан принтер CounterCrafting, который может напечатать двухэтажный дом(90% дома, без внутренней отделки) за 20 часов, этот принтер напоминаетбашенный кран.
NASA уже испытали деталь для двигателя J-2X ракеты SLS, изготовленную с помощьютехнологии селективной лазерной плавки и собирается в будущем «печатать»двигатели целиком.
Принтеры будутиспользоваться и в производстве нового американского истребителя F-35. 3D- печать активно используется в медицине — зубные протезыи целые челюсти, отпечатанные 3D- принтерами, уже давно не новость. Пациенты уже сами печатают протезы,протез руки обошелся одному больномувсего в 150 долларов. Идет речь также о печати внутренних органов, при этом,может использовался материал «старого» органа, что облегчит пересадку. Пока чтоискусственная почка, напечатанная 3D- принтером живет около 4-х месяцев. Нонаблюдатели испытывают явный оптимизм по поводу перспектив 3D- печати в трансплантологии.
Исследователи говорят, чтосегодня мы находимся в самом начале распространения новой технологии. Еслиничего не изменится, настоящий прорыв случится где-то через 10 лет. Впрочем,все может случиться еще раньше. Принтеры дешевеют, принтер промышленного качествав ближайшие 2 года будет стоить около 2000 долларов. Дешевеют и материалы,используемые принтерами, стоимость печати кубического сантиметра продукта изпростого материала приближается к 10 центам.
Расширяется и спектриспользуемых материалов. В основном, это пластик разных видов, но используютсятакже фарфор, резина, цемент и металлы. 3D- принтеры печатают из мелкоизмельченной нержавеющейстали, затем такой предмет заполняется, например, бронзой, которая впитываетсяв него, как в губку. Это позволяет печатать металлические детали сложнойформы.
3-Dпринтеры используются и впищевой промышленности, причем некоторые из них в буквальном смысле синтезируютеду.
К недостаткам 3D- печати относится невозможность напечатать составные детали, ограничения поиспользуемым материалам, хрупкость продукта (из-за слоистой структуры),использование одним принтером только одного материала. Грубо говоря, пока чтовы не сможете напечатать дома новый «Мерседес» и даже процессор для компьютера.Но, все эти ограничения не выглядят критическими.
Преимущества 3D- печати очевидны. Во-первых, это дешевизна. Во-вторых — кастомизацияпродукта. Теперь потребитель может сам создать модель продукта и распечататьего так, как он хочет, используя нужные ему материалы. В-третьих, этооткрытость для совершенствования моделей. Любой пользователь может предложитьусовершенствования для существующих 3D- моделей или сделать свою версию. Это значительно расширяет возможностидля проектирования. В-четвертых, 3D- печать меняет многие аспекты нашей жизни, причем, в самых неожиданныхместах. Например, NASAрассматривают 3D- печать как способ снабжения астронавтов на пути к Марсу. Вместо того,чтобы везти с собой запчасти, достаточно взять принтер и запас нужноговещества. Вы можете изменить назначение предмета, допечатав в случае надобностинеобходимые узлы и детали. Особенно это очевидно в военном деле. С помощью 3D- печати вы можете быстро создать небольшуюармию роботов, а мирный трактор превратить в танк. Кораблю, например, не нужнотащить с собой беспилотники, он может напечатать их прямо в море, и такдалее.
Фантазировать здесь можномного, но некоторые вещи совершенно очевидны. Например, практически неизбежноисчезновение «интеллектуальной собственности». И хотя ее защитники утверждают,что 3D- модели можно будетскачивать, используя, например бизнес-модель i-Tunes, но на самом деле, музыкальная индустрия, которая использует эту модель,давно терпит убытки и эти убытки будут только увеличиваться, посколькуневозможно контролировать обмен файлами между пользователями через интернет.
Однако, наибольшие изменения коснутсятого, что мы называем «промышленностью». Промышленность, особенно, та, чтосоздает продукты конечного потребления, будет напоминать, скорее, мануфактуры имастерские, чем фабрики и заводы.
Представьте себе, например, обувнуюфабрику эпохи 3D- печати. Это, фактически, фабрика и магазинв одном лице. Потребитель заказывает себе на сайте обувь своего размера,выбирает там же фасон и материалы. Он может также прислать свою модель обуви,для того, чтобы фабрика ее изготовила. Когда ваш заказ будет готов, вам простоотправляют его почтой. Фабрика представляет собой интернет-сайт и помещение снесколькими принтерами, которые печатают из разных материалов. Люди здесь нужныразве что для того, чтобы собрать сложную обувь из элементов, состоящих изразных материалов.
Такие фабрики ужесуществуют. Например, берлинская FabGateпринимает заказы на изготовление предметов, которыепредставлены на сайте фабрики. Такое предприятие — это набор принтеров дляразных задач. Объединяющим фактором здесь является не конечный продукт, как нафабриках традиционного типа, а экономия от использования общего помещения,коммуникаций, электроэнергии и объединения возможностей принтеров разного типа.Но такой фабрике, в принципе, не обязательно находиться в одном помещении, онавполне может быть распределенной. Одной из бизнес-моделей для 3D- печати может быть модель современноготакси, когда один и тот же автомобиль используется разными службами такси вразное время. То есть, «фабрика» - это служба по сбору заказов от потребителя ипоиску наиболее оптимальных решений для данного заказа, а такси — это 3D- принтер.
Понятно, что 3D- печать не заменит сразу же всюпромышленность, скорее будет происходить взаимное проникновение элементов моделей друг в друга. Например,печать из мелкоизмельченной нержавеющей стали, о которой я говорил в началеэтой статьи, требует оборудования для плавки бронзы и различных приспособленийдля того, чтобы отпечатанная принтером сложная деталь могла «напитаться»расплавленной бронзой. И во многих других случаях «старое» и «новое» еще долгоевремя будут идти рука об руку.
Однако, в любом случае,произойдет следующая вещь — дальнейшее развитие технологий уже невозможно внеконтекста 3D- печати. Никакаятехнология не существует «сама по себе», появление и эволюция технологийзависит от обстоятельств времени и места. Историки говорят, что на зареавтомобилестроения электромобиль имел такие же шансы стать основной формойавтомобиля, как и автомобиль с бензиновым двигателем. В данном случае,направление эволюции определило наличие инфраструктуры для бензиновыхдвигателей в виде аптек, в которых продавался керосин. Аптеки были первымизаправками. У электромобилей таких заправок не было и потому дальнейшееразвитие пошло в направлении бензиновых двигателей.
Сегодня нам кажется, что единственно возможным способомпроизводства сложных предметов является та организация производства, к котороймы привыкли. Но она появилась в мире, в котором не было 3 D - печати.Нет никакой нужды пытаться воспроизвести уже существующие цепочки производства,просто заменив станки на 3 D - принтеры и никто не будет этого делать. Поиск новыхрешений будет направлен на то, чтобы создавать новые цепочки с учетомвозможностей 3 D - печати. Нет никакой надобности «распечатывать» новый«Мерседес», нужно сделать средство передвижения, которое можно «распечатать».И, кстати говоря, уже были сообщения о городском автомобиле, созданном спомощью 3D - печати.