Долгое время трехмерные принтеры в нашей стране оставались лишь заводским оборудованием или игрушкой для любителей электроники. Цены на изделия «кусались», и закупали их только крупные предприятия и обеспеченные люди, желающие развлечься, распечатывая стаканы, ложки и заколки. Однако ученые объявили: совсем скоро эта техника подешевеет, и ЗD-принтеры произведут экономическую революцию, по своим масштабам сравнимую с последствиями распространения персонального компьютера.
Пока что подавляющее большинство таких агрегатов способно печатать из ограниченного перечня материалов — гибкого или жесткого пластика, воска, гипса, резины. Процесс этот выглядит следующим образом. Сначала на любом 3D-редакторе создается модель. Специальная программа делит ее поперечными линиями на несколько слоев. После принтер распечатывает изделие, накладывая один слой на другой.
Первыми этим устройством заинтересовались работники отраслей, связанных с инженерными разработками. Благодаря такому девайсу можно создать любой объемный макет, выявить и устранить недостатки будущей конструкции в кратчайшие сроки и с минимальными затратами. Так, 3D-принтеры пригодились в литейном (при создании пресс-форм) и малосерийном производствах. «Проектирование пресс-формы для штамповки некой продукции стоит огромных денег, — рассказывает Андрей Исупов, генеральный директор компании Picaso-3D. — Любая ошибка — и средства окажутся выкинутыми на ветер. Так что многие предприятия стараются сперва распечатать форму на 3D-принтере и проверить, все ли расчеты сделаны правильно».
Компания Porsche применяет эти устройства, чтобы изучить поведение тока в масле при работе трансмиссии. Компания Lockheed использовала их для создания отдельных частей беспилотного самолета. Но это было в то время, когда цены на подобные агрегаты стремились в заоблачные дали. После того как стоимость отдельных моделей стала снижаться, особо продвинутые юзеры решились приобрести такую «игрушку» домой. В конце концов пригодиться она может и в быту. Зачем, к примеру, бежать в магазин за пластиковым стаканом? Его ведь можно сделать и собственными руками...
«Конечно, в полной мере рынок 3D-принтеров для частников в нашей стране пока не сформирован: несмотря на положительные тенденции, цены на них все еще остаются довольно высокими, — продолжает Андрей Исупов. — К примеру, в нашей компании самый дешевый аппарат стоит около 90 тысяч рублей. Но года через 2–3 такие принтеры непременно подешевеют, и люди смогут их покупать и для домашних нужд». Специалист по 3D-технологиям компании Foto-Business Андрей Борисов обозначил еще одно препятствие для массового использования агрегата: «Распечатать в домашних условиях небольшой предмет, конечно, можно — с этой задачей справится принтер привычных для нас размеров. Но если говорить, к примеру, о стуле, то здесь потребуется аппарат высотой в 1,5 метра. Разместить такой агрегат в обычной квартире решатся немногие. К тому же чем крупнее изделие, тем дольше оно будет печататься — от нескольких часов до нескольких дней».
Однако ученые полны оптимизма: все эти трудности преодолимы, уверяют они. Совсем скоро 3D-принтеры уменьшатся в размерах, подешевеют, станут «всеядными» и... перевернут мир. Их можно будет использовать в самых различных областях — архитектуре и медицине, кулинарии и дизайне одежды.
В прошлом году в Париже была представлена удивительная коллекция, созданная с помощью 3D-принтера. Вместе с бельгийской компанией Materialise, специализирующейся на 3D-печати, дизайнер Ирис ван Херпен разработала совершенно новый материал, который объявили первой «тканью», годной и для 3D-печати, и для носки, и для стирки в машинке. Так, черное кружевное платье из этой коллекции выглядит как тонкая оплетающая тело паутина, и на первый взгляд кажется, что оно сделано из элегантного текстиля, а не из пластика, полученного методом лазерного спекания. «Я хотела, чтобы люди думали, что это платье соткано или сшито вручную, — пояснила ван Херпен. — Но если рассмотреть его с близкого расстояния, то станет понятно, что сшить его невозможно. Поэтому я и использовала 3D-печать».
Промышленный дизайнер Джошуа Харрис пошел еще дальше и объявил: к 2050 году 3D-принтеры поселятся в каждом доме. После этого и крупные корпорации, и независимые дизайнеры уже не будут продавать свои модели в «реальных» магазинах. Индустрия моды уйдет в пространство виртуальное — и модельеры наконец-то смогут забыть об арендной плате в торговых точках и пошлинах за импорт товаров. Модницы и модники будут покупать даже не готовую одежду, а полуфабрикат, который элементарно доводится до ума дома с помощью специальной техники. Дизайнерских способностей для этого не потребуется: производитель одежды упакует ткань, застежки и прочую фурнитуру в специальный картридж. Как только у клиента возникнет желание обновить гардероб, он должен будет зайти на сайт любимого бренда, картридж которого заранее купил, выбрать модель, размер и нажать кнопку «печать». Через считаные минуты его домашний принтер «выдаст» готовую блузку, платье или джинсы.
Не менее пристально к 3D-разработкам приглядываются медики. Как сообщил «Известиям» Александр Чучалин, главный терапевт России, директор Московского НИИ пульмонологии, трехмерные принтеры уже сегодня позволяют моделировать ход сложных операций, особенно с использованием робототехники: они достаточно точно воспроизводят человеческий скелет. «Тем не менее необходимо признать: пока что мы находимся лишь в самом начале использования подобной аппаратуры. Но через несколько лет она станет очень популярна — уже в ближайшем будущем ею будут оснащены все высокотехнологичные медицинские центры», — надеется эксперт.
Зарубежные ученые, в свою очередь, не намерены останавливаться на достигнутом: отработка приемов даже самой сложной операции — далеко не единственная задача, которую способен решить 3D-принтер, уверяют они. Так, британские биоинженеры из Университета Гериот-Ватт и представители коммерческой компании стволовых клеток Roslin Cellab разработали аппарат, который печатает трехмерные модели биогелями и живыми стволовыми клетками. За короткий отрезок времени принтер способен напечатать миллионы живых клеток, благодаря чему его можно использовать для создания донорских органов и тканей. Всё чаще 3D-принтеры используют в протезировании и стоматологии: трехмерная печать позволяет получить протезы и коронки значительно быстрее классической технологии производства. В американской больнице штата Делавэр на трехмерных принтерах печатают легкие экзоскелеты, которые помогают вернуть подвижность детям с нейромышечными расстройствами.
Совсем недавно «сила» 3D-печати была продемонстрирована на примере орла, который по вине браконьеров лишился клюва. Трехмерный принтер позволил изготовить точную и вполне «жизнеспособную» копию утерянного органа.
Как оказалось, с большим размахом использует такие агрегаты Голливуд. По наблюдениям экспертов, в двух частях эпопеи Питера Джексона «Хоббит» львиная доля реквизита была создана посредством 3D-печати. Так появились на свет накладки, придающие объем рукам, ногам и ушам актеров, эльфийские мечи, шлемы и топоры. Говорят, создатели фильма даже шутили: если бы актер Иэн Маккеллен не пришел на съемочную площадку, его лицо вполне можно было бы напечатать, и роль волшебника Гэндальфа без проблем мог бы сыграть кто-то другой.
Не отстают от актеров архитекторы и кулинары. Так, инженер-профессор из Университета Южной Калифорнии Берок Кошневис недавно выступил с докладом, в котором подробно описал, как с помощью 3D-принтера можно «построить» настоящий дом размером в 2320 кв. м с работающей сантехникой и электропроводкой. Ученые же из Французского кулинарного института в Манхэттене изобрели агрегат, который печатает еду. Свои «шедевры» аппарат создает при помощи небольших пипеток, через которые подается любая съедобная субстанция (кроме твердой). Так можно «напечатать» надпись на торте, а можно — «вылепить» из теста пирог любой причудливой формы.
Кстати, столь стремительный рывок в развитии 3D-технологий успел вызвать обеспокоенность правоохранительных органов. Как выяснилось, в Техасе группа студентов работает над проектом Wiki Weapon, главная цель которого — создание на 3D-принтере работоспособного пистолета-пулемета. На оружии не будет серийных номеров, а для его «печати» потребуется лишь небольшое количество пластика. При этом студенты успели пообещать — если проект удастся воплотить в жизнь, его чертежи можно будет найти в сети интернет.
Серьезный удар применение 3D-принтеров нанесет и по сфере защиты прав интеллектуальной собственности. Еще бы: совсем скоро каждый человек сможет найти в интернете электронный чертеж желаемой детали и заняться ее изготовлением. «Чисто теоретически печатать на нем можно и пресс-формы для массовой штамповки неких конструкций», — заметил Андрей Исупов. Пока что проблема тут только во времени — работают 3D-агрегаты не быстро. Но ведь ученые обещают решить и эту проблему! Будем надеяться, что к тому времени, когда люди начнут массово печатать дома, костюмы и пистолеты, власти разных стран что-нибудь придумают, чтобы прогресс работал на пользу народу, а не во вред.
Печать порошком. Реализуется это так: принтер насыпает на платформу слой порошка и поливает его связующим клеем либо спекает лазерным лучом, далее насыпает следующий слой и вновь скрепляет клеем либо лазером — и так до тех пор, пока не сформируется нужный объект. Порошки применяют самых разных составов: синтетические смеси, гипс, керамика, металл и другие. Такие принтеры чрезмерно дороги — от 600 тыс. до 1,5 млн рублей за девайс. Это большие устройства для отдельных помещений, работают они от специальной промышленной розетки.
Печать расплавленным материалом. Чаще всего такие принтеры используются в быту. Самые простые модели стоят около 30 тыс. рублей. Принтер «рисует» слой за слоем расплавленным материалом, который выдавливается из сопла печатающей головки. В этом случае используются в основном различные пластики, например, очень распространенные ABS или PLA. Но весной этого года британская компания Choc Edge представила 3D-принтер, печатающий растопленным шоколадом!
Печать фотополимером. В кювету наливается фотополимер и на его поверхность проецируется срез модели — освещенный участок материала тут же застывает. Также можно рисовать контур ультрафиолетовым лучом. Затем в кювету добавляется еще фотополимер, проецируется следующий слой и так далее. В роли фотополимера выступают различные светочувствительные смолы.
Сегодня многие пользуются навигационными приложениями для смартфонов — это очень удобно при передвижении на транспорте. Навигатор автоматически определяет местоположение, позволяет быстро найти пункт назначения, проложить и скорректировать маршрут по ходу движения. Но не работает внутри помещений.
Навигация на улице возможна благодаря глобальным системам позиционирования GLONASS и GPS. Однако внутри помещений сигналы этих систем ослаблены и практически неразличимы. А что если вам необходимо найти отдел перчаток, например, в огромном торговом центре?
Еще недавно пришлось бы полагаться на вывески, информационные стенды и опрос прохожих, но сегодня новый резидент Фонда «Сколково» компания SPIRIT NAVIGATION берет на себя решение этой проблемы, разрабатывая оригинальное программное обеспечение (ПО) для смартфонов. «Наше ПО поможет пользователю ориентироваться в многоэтажном торговом комплексе — знать свое местоположение, иметь возможность найти нужный магазин и товар, проложить к нему маршрут с учетом лестниц, лифтов, эскалаторов, — рассказал Руслан Будник, генеральный директор компании. — Помимо этого мобильное навигационное решение позволяет получать полезную информацию с учетом точного местоположения пользователя, например, сообщения о скидках и акциях, описание товаров, медиаконтент и многое другое».
При этом навигационное ПО не требует установки специализированных передатчиков, маяков, меток в помещениях и дополнительного приемника внутри смартфона. Программа использует информацию от сенсоров мобильных устройств. «Инновационность нашего проекта заключается в извлечении полезных данных из информационного потока от датчиков смартфона, их интеграция и дополнение недостающими сведениями о внутренней планировке и распределении физических полей, что и обеспечивает позиционирование внутри помещений с точностью до одного-двух метров, — отметил Руслан Будник. — Коротко эта задача формулируется как data fusion». Уже в этом году продукт SPIRIT NAVIGATION выйдет на рынок, скачать программу можно будет в виртуальных магазинах мобильных приложений.
Задумавшись о реализации своего проекта, инженеры компании обратились в «Сколково». «Есть два пути: продать технологию стратегическому покупателю или же сделать законченный продукт и потребительский сервис в виде мобильного приложения для смартфона, — объясняет Руслан Будник. — Мы решили пойти вторым путем, а для этого нужны были инвестиции и время, и именно эти возможности предлагает Фонд «Сколково». Сейчас мы находимся на этапе выполнения проекта, готова бета-версия продукта, которая демонстрирует работоспособность в реальных условиях». После вывода на рынок своего первого продукта компания планирует продолжить сотрудничество со «Сколково» для воплощения в жизнь других, не менее инновационных идей.
izvestia.ru