Итак, есть желание или бизнес-интерес – например, выпускать автомобили, строить дома, готовить оригинальную линейку блюд для фастфуда. Что для этого нужно – открыть сборочный цех, запустить домостроительный комбинат, организовать фермерское хозяйство и фабрику-кухню? Да, все это необходимо… было еще недавно. Теперь, чтобы стать производителем, нужен только принтер. Серьезно.

Евгений Скоров:   — Благодаря 3D-принтерам наступила эра телепортации вещей. Можно отправить чертеж какого-то устройства, скажем, в космос, на орбиту, а там его могут с легкостью материализовать.

В середине лета мировые СМИ буквально взорвались новостью: в Китае медики, спасая жизнь трехлетней девочке, имплантировали ей искусственный череп, напечатанный на 3D-принтере. Его пространственную модель рассчитал компьютер, а в качестве материала использовали титановую сетку. Операция завершилась успешно – девочка открыла глаза и начала самостоятельно дышать. Подобное произошло впервые в мире.

Да, в последние годы технологии 3D-печати все активнее перемещаются за грань того, что еще недавно считалось фантастикой. И самое главное – они становятся все более доступными не только в специфической среде ученых, инноваторов и прочих изобретателей. Эти технологии успешно коммерциализируются и расширяют круг потребителей, причем не только в западных странах и Китае, но и в России.

Первые шаги этого направления, которое перевернет многие устоявшиеся представления о товарах и услугах, наш журнал обнаружил и в Иркутске.

Но для начала разберемся – что же такое 3D-принтер?

Процесс материализации

Если просто, то это устройство, которое цифровую 3D-модель какого-то предмета, используя метод послойной печати, превращает в реально существующий объект. Материал сегодня можно выбрать любой – от металла до пластика. К слову, в некоторых странах уже экспериментируют с печатью биоматериалом, что в будущем позволит создавать донорские органы.

Современный исторический этап развития 3D-печати стартовал в 1995 году, когда двумя студентами Массачусетского технологического института был модифицирован струйный принтер. Он получил возможность создавать изображения не на бумаге, а в специальной емкости, делая их объемными.

Тогда же появилось понятие «3D-печать». Метод был запатентован и теперь используется в созданной теми же студентами компании Z Corporation, которая до сих пор производит 3D-принтеры, используя свою технологию.

История создания 3D-принтера продолжилась появлением технологии под названием PolyJet, основанной на использовании фотополимерного жидкого пластика. При таком способе печати головка «рисует» слой фотополимера, который засвечивается лампой, моментально свариваясь. Метод оказался выигрышным по многим параметрам: цена его значительно ниже, а высокая точность дает возможность изготовления не просто моделей, но готовых к применению деталей даже самого маленького размера.

С течением времени развитие индустрии трехмерной печати ускорялось, появлялись новые фирмы-производители 3D-принтеров, вносящие свой вклад в их разработку, использовались новые материалы и принципы, размеры и цены устройств становились все меньше – первые 3D-принтеры были огромны, сейчас же они умещаются на столе, исключая разве что промышленные аппараты.

Современный трехмерный принтер все больше становится похож на традиционный печатающий на бумаге – и по внешнему виду, и по технологии нанесения «красящего» вещества. Но печатаемые модели, кроме объемности, отличает еще и высокая прочность, поэтому они могут применяться в качестве готовых изделий.

Сейчас стандартный 3D-принтер печатает из пластика, алюминия, бронзы, дерева, серебра, железа и стали, титана и так далее. Он стал более компактным и дешевым. Его история развивается. И, более того, эксперты уверены, что самое интересное нас ждет впереди.

Иркутская 3D-печать в руках энтузиастов

А в какие фантастические дали удалось забраться трехмерной печати в Иркутске?

— К сожалению, у нас в городе нет серьезных студий, которые занимались бы 3D-печатью на заказ. Принтеры находятся в основном в частных руках. Они приобретаются, в первую очередь, для себя, и лишь во вторую, чтобы выполнять какие-то мелкие заказы, — в интервью «Капиталисту» рассказывает владелец 3D-принтера иркутянин Евгений Скоров, который, научившись печатать вещи для себя, запустил сайт и теперь принимает заказы.

 

 

Объемные модели Евгений печатает с ноября прошлого года, но, как он сам признается, мечтал заняться этим уже давно. Проблема была в том, что все это стоит больших денег. Однако, как отмечает собеседник журнала, в последние полтора года 3D-печать стала более доступной.

— По сути, сейчас любой интересующийся человек может скачать инструкцию в интернете и по ней в домашних условиях собрать себе 3D-принтер. Вся электроника и механика спокойно заказывается из Китая. Так что, имея 30 – 40 тысяч рублей, можно спокойно купить комплект для сборки. Если же заказывать готовый принтер, то это обойдется в 100-150 тысяч рублей, — утверждает Евгений Скоров.

Кстати, сейчас существуют недорогие принтеры, которые могут распечатывать часть собственных деталей. Самый производительный – RepRap – печатает более половины собственных деталей. Некоторые любители собирают такие принтеры, а потом зарабатывают, печатая такие же устройства, только новые.

— В Иркутске, кстати, есть человек, который этим занимается. Можно даже напечатать более продвинутый принтер, чтобы улучшить качество печати. И сейчас не только принтеры так можно собирать. Я вот заканчиваю работу над 3D-сканером, — делится наш собеседник. – То есть основную механику заказываю в интернете, чертежи беру там же, а остальные детали печатаю на своем принтере. Знаю, звучит необычно, но на Западе это уже давно в порядке вещей. Мы вообще очень серьезно отстаем от Европы: к нам только-только приходит понимание того, какие возможности открывает 3D-печать.

Построить дом за три часа

А возможности эти, как показывает практика, безграничны. К примеру, китайцы всего за три часа напечатали настоящий двухэтажный дом. Причем уже с мебелью, отделкой и сантехникой – готовые блоки изготавливают на заводе и завозят на строительную площадку, где их остается только соединить в правильном порядке. Состав, из которого печатают дом, держится в строжайшем секрете. Но известно, что он обладает хорошей теплоизоляцией и выдерживает землетрясение магнитудой до девяти баллов.

В то же время в Китае представлена и другая технология производства домов методом 3D-печати – из строительных отходов, стекла, стали и цемента. Огромный принтер, похожий на строительный кран, наносит материал слой за слоем, пока не создаст стену нужной толщины. Подобный метод пока что стоит значительно дороже традиционного способа возведения зданий, но в мире уже растет спрос на напечатанные дома. А китайские разработчики уверены, что вскоре им удастся уменьшить стоимость таких построек.

Не менее любопытное применение трехмерной печати в строительстве придумали датские ученые. Недавно они представили технологию, которая может стать стандартом в строительстве самых сложных конструкций. В сентябре этого года они собираются напечатать пешеходный мост через один из каналов в Амстердаме. Специальные роборуки должны будут разогревать металл до 1500°С и печатать основные балки и поддерживающую структуру, скользя вдоль них на подвижном основании.

Принтер спасает жизни

Еще одно направление, в котором трехмерная печать оказалась очень полезной, – медицина. Про воссоздание черепа девочки из Китая было сказано выше. А вообще, зарубежные медики уже давно используют принтеры в протезировании и стоматологии, так как трехмерная печать позволяет получить протезы значительно быстрее классической технологии производства.

Не останавливаясь на достигнутом, медики научились печатать «заплатки» для поврежденной человеческой кожи. В качестве материалов для печати используется специальный гель из клеток донора. По словам ученых, для печати кожи может быть использован даже самый обычный офисный принтер, только немного модернизированный под поставленную задачу.

Также в практику зарубежных медиков уже давно вошла предварительная подготовка, которую хирурги перед сложнейшими операциями на сердце, головном мозге, при челюстно-лицевых аномалиях и т.п. проводят на 3D-моделях. Объемные модели органов конкретного пациента воссоздаются на принтере точно по данным обследования. И перед тем, как тот окажется на операционном столе, врачи имеют возможность попрактиковаться на муляжах.

 

Опасные огнестрельные копии

Однако, как выяснилось, посредством 3D-печати можно не только спасти жизнь, но и отнять ее. Впервые общедоступное оружие из принтера появилось весной 2013 года в Техасе. Себестоимость пластикового, но стреляющего пистолета составила смехотворные $9,3. За эти деньги техасский студент, распечатав модель, получил боевое оружие, способное произвести, правда, всего один выстрел.

Сегодня чертежи того пистолета удалены из общего доступа, а его печать и распространение запрещены на законодательном уровне. Тем не менее, файлы с модифицированными 3D-моделями пластикового пистолета до сих пор гуляют в интернете.

Следом за экспериментами с пластмассовыми пистолетами появились проекты гладкоствольных ружей. Один из этих проектов оказался вполне реальным, что на практике продемонстрировал канадец под псевдонимом «Mathew». Ему удалось напечатать копию ружья grizzly 22 калибра. После нескольких неудачных копий его ружье из ABS-пластика перед тем, как пришло в негодность, выдержало 14 выстрелов.

А в конце прошлого года окружной суд Иокогамы в Японии приговорил к двум годам тюремного заключения 28-летнего Йошимото Имуру по обвинению в производстве пистолетов на 3D-принтере в собственном доме недалеко от Токио.

Осужденный, бывший сотрудник технологического института, не только сделал два пистолета, но и разместил в интернете инструкцию по их печати на 3D-принтере.

Сам осужденный неоднократно заявлял, что изготовил оружие из чистого любопытства и не догадывался, что его поступок может в каком-либо виде нарушать закон.

В настоящее время в Японии уже создано специальное подразделение, занимающееся отслеживанием публикаций в интернете чертежей оружия, предназначенных для 3D-принтеров. Среди рядовых пользователей Сети распространено мнение, что столь жесткое наказание японцу назначено с целью отвадить граждан от идеи печатать пистолеты и ружья в домашних условиях, поскольку регистрацией такого оружия, естественно, никто не занимается. А западные СМИ, в свою очередь, отмечают, что обычные средства досмотра, включая сканеры в аэропортах, не могут обнаружить подобное оружие.

Все это вызывает опасения с точки зрения безопасности, но, как отмечают эксперты, о запрете 3D-принтеров как таковых речи нет и не будет, поскольку вреда от них гораздо меньше, чем пользы. И это технический прогресс, который уже не остановить.

Напечатанная пицца

Нельзя обойти вниманием и пищевые принтеры – да-да, еду уже можно печатать.

Сейчас на этом рынке сложилась своя специализация: большинство моделей пищевых принтеров делают строго определенные разновидности пищи – различные пиццы или торты.

Например, принтер Burritob0t 3D printer печатает любимую мексиканцами пищу — буррито. В качестве основы он использует свежие блинчики, которые затем автоматически наполняются различной начинкой в разных сочетаниях и пропорциях.

Принтер собран из стандартных компонентов и получился, по словам его создателя Марко Манрикеза, «даже проще, чем он собирался его сделать». А вот от сотрудничества с ним отказались все местные мексиканские кулинары, к которым он обратился. Никому из них идея 3D-принтера для буррито почему-то не понравилась.

Похожий 3D-принтер создан экспертами французского кулинарного института. Он использует съедобные пищевые чернила и электронную систему послойной печати. И позволяет печатать практически любую еду, при этом создавая любой ее дизайн. Кроме кондитерских изделий, на таком принтере успешно распечатаны более плотные продукты, в том числе классический гамбургер, наполненный кетчупом и горчицей.

Сейчас существуют две основные группы пищевых принтеров. Первые используют кондитерские наполнители и полуфабрикаты, изменение сочетания и режим приготовления которых и приводит к тому, что на выходе меню получается весьма разнообразным.

Вторая разновидность — это высокотехнологические химические принтеры, которые фактически синтезируют нужные вещества прямо на месте, к тому же упаковывая их практически в любую внешнюю форму. Насколько полезна искусственная еда – вопрос следующий, но разработчики парируют сомнения тем, что в такой еде можно сразу регулировать количество белков, жиров и углеводов, а при необходимости — обогащать ее витаминами и микроэлементами.

Моделирование вместо табуреток

В России тем временем трехмерная печать такими семимильными шагами, конечно, не развивается, но первые ростки уже видны – 3D-принтеры внедряют на производстве.

На Уралвагонзаводе, к примеру, появился принтер, печатающий высокопрочным ABS-пластиком. Он может изготовить долговечные и высокоточные детали. Такой метод позволяет полностью исключить человеческий фактор да и вообще уйти от технологии ручного труда при создании подобных изделий. Установка умеет работать девятью материалами, в том числе высокоэффективным термопластиком.

А в Самаре на базе государственного аэрокосмического университета на 3D-принтере из металлического порошка напечатали детали для газотурбинного двигателя. Сейчас эти образцы проходят испытания, и если все пройдет успешно, то скоро новинку внедрят в производство реальных двигателей.

В 3D-печать уже поверили и российские чиновники: с 2017 года они планируют ввести в школьную программу соответствующий предмет. Занятия будут вестись в рамках предмета «Технология» — аналог уроков труда, которые помнит старшее поколение. Теперь вместо сколачивания табуреток и изучения секретов домоводства мальчишки и девчонки будут учиться работать с новыми технологиями, в том числе и с 3D-принтерами.

Евгений Скоров считает эту инициативу полезной, но отмечает, что основной упор при обучении стоит делать на 3D-моделирование.

— Если не обладать этими навыками, принтер будет просто бесполезен, — уверяет наш эксперт. — Конечно, можно найти чертежи в интернете, но далеко не для всех вещей. Я в основном моделирую и печатаю изделия, которых не существует в природе или которые сделаны в одном экземпляре и их надо повторить. Это 90% моих заказов. К примеру, недавно я установил в свой автомобиль сабвуфер и долго в продаже искал защиту для него. В результате так и не нашел – ее просто не существует. Поэтому и решил смоделировать ее и напечатать. Теперь делаю очень много деталей для автомобилей – воздуховоды, к примеру, или какие-то эксклюзивные пластмассовые детали, держатели или крепления.

Эра телепортации

Интересно, несмотря на кризис, цены на 3D-принтеры сейчас снижаются – новые технологии становятся доступнее. Это касается и расходных материалов – так называемых филаментов – катушек с пластиковой нитью, из которой печатается конечная модель. Их начали производить российские компании. Цены на отечественные катушки в связи со скачками курсов валют по сравнению с импортными ниже примерно на 30%. В среднем катушка для принтера на 1 кг пластика стоит 1300 рублей, то есть цена 1 грамма пластика в изделии обходится в 1,3 рубля.

— Сейчас все идет к удешевлению, к простоте, — продолжает свой рассказ Евгений Скоров. — Думаю, что в недалеком будущем практически в каждом доме будет стоять 3D-принтер. И любая домохозяйка сможет распечатать сломавшийся крючок для вешалки или цветочный горшок, скачав чертеж с интернета и нажав одну кнопочку. Это примерно как струйные и лазерные принтеры сейчас есть в каждом доме и уже кажутся обыденными. Кстати, для своего бумажного принтера я недавно распечатал шестеренки, которые вышли из строя. Получилось дешевле и быстрее – обычно такую деталь нужно заказывать через интернет и ждать доставки месяц-полтора.

Но есть у современных 3D-принтеров и свои минусы. К примеру, скорость печати. Евгений признается, что производство особо сложных и крупных деталей занимает у него до 14 часов. Вдобавок при процессе печати создается шум.

— Но прогресс не стоит на месте, думаю, вскоре и эти проблемы будут решены. А вообще, это такие незначительные минусы, на которые можно закрыть глаза. Ведь по сути благодаря 3D-принтерам наступила эра телепортации вещей. Мы можем отправить чертеж какого-то устройства, скажем, в космос, на орбиту, а там его могут с легкостью материализовать.

Ярослав Князев

"Капиталист", иркутский журнал для предпринимателей № 5 (84) Сентябрь - Октябрь 2015 года

• Число просмотров: 1641