Россия 3D: Что такое 3D-принтинг?

В обиходе мне постоянно приходится иметь дело с текстами. Каждый день я сообщаю читателям CyberStyle новости высокотехнологичного бизнеса и науки, ежедневно работаю с множеством художественных текстов, постоянно листаю периодику и прокручиваю страницы интернет-изданий. Текст терпит разные инкарнации — его можно даже овеществить в звуковых колебаниях — пересказать, но ощутить тактильно каждое слово или абзац как единое целое, нерушимую конструкцию, неразделённую на кирпичи элементарных языковых единиц, весьма затруднительно. Как в полной мере овеществить знак, суть которого соскальзывает к ещё менее доступному звуку? Риторика.

Но есть, к примеру, дом. Уж в вопросе его существования ни один из человеческих органов чувств не сомневался ни секунды — сомневаться в этом позволяет себе лишь разум. Но и дом — плод мысли, ибо без неё человек созидать не в состоянии. Есть простой вопрос: как мысль превратить в дом? И простой ответ: взять глину, сделать из неё простейшие кирпичи и сложить из них желаемое. Но что если максимально сократить путь от идеи до рабочего прототипа? От проекта до готового строения? Можно запросто отправить этот проект сразу на принтер, который напечатает сложный трёхмерный объект или даже функционирующий механизм, а размер напечатанного будет, теоретически, неограничен.

Принтер модели UP!

Сегодня 3D-печать только приходит в область деятельности малого бизнеса из безраздельного ведения крупных промышленных гигантов, которым в проектировании своей продукции когда-то стало явно не хватать более утончённого звена, находящегося после трёхмерной компьютерной модели в качестве картинки на дисплее, чем протипирование вручную или с помощью фрезерного станка. Соответствующие принтеры широко представлены на рынке, причём их стоимость стартует приблизительно от тысячи долларов за готовые устройства с довольно скромными возможностями и столь же скромными габаритами проекта RepRap (Replicating Rapid-prototyper, то есть «(само)реплицирующий(ся) механизм для быстрого прототипирования» — РепРэп), которые можно буквально собрать самому, до десятков и сотен тысяч долларов за высокоточные модели для промышленного прототипирования. За рубежом, в западных странах, 3D-принтинг успел получить более широкое распространение, чем в России, но, несмотря на это, в крупных городах РФ уже есть компании, готовые предложить клиентам соответствующие услуги и имеющие профессиональное оборудование. Найти такие компании легко в интернете, так как во множестве случаев их понятие трёхмерной печати укладывается в общее понятие дизайна, и они также занимаются разработкой веб-проектов — отсюда и поддерживаемые сетевые представительства.

Эдриан Бауэр (слева) и Вик Олливер (справа) с RepRap-машиной-родителем, изготовленной на традиционной машине для быстрого прототипирования и первая полностью рабочая RepRap-машина-ребёнок, изготовленная с помощью RepRap-родителя.

Материалы, из которых производится трёхмерная печать, на удивление различны. В зависимости от модели принтера могут быть использованы полимеры, металлы, сплавы, керамики, смолы, пластилин, сыры, шоколад и так далее. Дешевле всего выходят полимеры (например, непрозрачный ABS-пластик стоимостью от нескольких сотен до нескольких тысяч рублей за килограмм в рунете), разноцветный пластилин, который можно позаимствовать у зазевавшегося сына или дочки, а также съедобные сыры и шоколад, которые придётся заимствовать у всего голодного семейства. Для домашней печати из них наиболее пригодны нетоксичные полимеры, способные выдерживать нешуточные нагрузки в виде готовых предметов при низкой стоимости и весе.

Эволюция RepRap происходит так же, как происходила эволюция компьютеров. Точнее, сам этот проект стал её промежуточным итогом. Использование быстрого протитипирования впервые потребовалось на производстве. Этим и сейчас занимаются модели принтеров, стоимость и размеры которых заставляют серьёзно задуматься над целесообразностью их встраивания даже в дизайнерских студиях, не говоря об установке таких устройств дома (некоторые из них влезут разве что в заводской цех или самолётный ангар).

Сработали стремление человека к миниатюризации и не менее мощная тяга к личному владению тем, что в народе называют торжеством технологий. Персональный 3D-принтер перестал быть чем-то, вызывающим недоумение и улыбки. Здесь, кстати, можно порассуждать на такую тему: стали ли новые устройства детьми (внуками, правнуками?) принтеров обыкновенных, способных работать лишь с 2D, или они, несмотря на сходства, такие как наличие передвигающейся печатающей головки, стали совершенно новым типом массово распространяемых инструментов, предоставляющих слишком далеко ушедший от возможностей 2D-принтеров функционал?

Напомню: первые персональные компьютеры поставлялись энтузиастам в наборах типа «Собери сам», а адресанты, в свою очередь, должны были обладать довольно глубокими познаниями в программировании и микроэлектронике, чтобы заставить конструкторы работать как надо. В течение нескольких лет производство ПК превратилось в многомиллионную индустрию — как раз в то самое время (конец семидесятых годов ХХ века) под скептическое прысканье корпораций и правительств родились такие бренды как Commodore и Apple.

Сейчас соотвствующие наборы для сборки 3D-принтеров различных модификаций можно свободно приобрести в интернет-магазинах. Их внешность далека даже от внешности Apple II и напоминает нечто, не предназначенное для использования дома и совсем не внушающее чувства безопасности в рядового потребителя — эстетична она только в рамках жёсткого технопанка. В доказательство приведу несколько скриншотов с одного из самых популярных сайтов по тематике современного принтинга — printrbot.com. На данном сайте, как и на великом множестве других, включая русскоязычные, можно купить как одного из прямых конкурентов (а на самом деле — просто вид) модели RepRap — PrintrBot, так и комплектующие к этому миниатюрному и простому гаджету.

Однако, поддерживая тему доступных 3D-принтеров особенно стоит углубиться именно в проект RepRap. Объясню, почему.

Главным вектором развития 3D-принтинга, активно продвигаемым в качестве общей концепции международным сообществом opensource-разработчиков устройств и ПО RepRap, оформившимся и в России, является максимальная популяризация этого вида печати среди, так сказать, физических лиц, то есть — среди простых пользователей, не собирающихся применять свободно распространяемые по лицензии образца GNU General Public Licence наработки в коммерческих целях.

Сама суть этого проекта в разработке самовоспроизводящегося принтера, т. е. способного распечатывать если не свои функционирующие копии, то хотя бы взять на себя печать всех собственных деталей — а ведь сейчас около половины из них уже воссоздаются самим устройством из ABS-пластика (фото такого набора приведено выше).

Интервью с Эдрианом Боуэром и общий рассказ о RepRap

Слова прямого участника RepRap Эдриана Боуэра (Adrian Bower) гласят: «Самая главная особенность RepRap состоит в том, что с самого начала он был задуман как реплицирующаяся система: принтер, который сам себя распечатывает». В этом отрасли должна помочь разработка самодвижущихся вспомогательных систем. Стационарное устройство может напечатать лишь объект меньше себя по размеру, но, приведённое в движение, оно будет создавать практически любые объекты — бесконечного множества размеров и форм. В перечень «любых» объектов уже вошли произведения искусства: например, металлические скульптуры Басшиба Гроссман(Bathsheba Grossman), монументальные архитектурные произведения, создаваемые с помощью мощного принтера D-Shape, элементы одежды из коллекций Айрис ван Херпен (Iris van Herpen) или колонны дизайнераМайкла Хансмайера (Michael Hansmeyer) из ABS-пластика.

Произведения Басшиба Гроссман

D-Shape и созданная с его помощью скульптура

Болеро от Айрис ван Херпен

Колонны Хансмайера

Вполне вероятно, что уже на моём веку промышленность сможет обеспечить население Земли многим необходимым благодаря технологиям 3D-принтинга: дефицит продовольствия приведёт к необходимости его быстрой конвейерной печати из заготовленных химических масс (совсем же неэстетично будет есть шматки химкаши), массовая opensource-печать придёт в сектор потребительской электроники, оставив корпорациям роль следящих за информационным пространством и состоянием «облаков» агентов, получающих прибыль от владения данными напрямую; в конце концов, на стройках жилых и нежилых объектов, в цехах создания крупных машин и цехах создания самих цехов создания машин краны и манипуляторы заменят футуристические, по нынешним меркам, принтеры, навсегда утратившие сходство с тем, на чём кто-то из вас сейчас, возможно, распечатывает этот материал.

P.S.

Главное, чтобы не вышло так: