Blogerator.org

× Версия для печати

Эксперты влиятельного журнала Economist недавно назвали технологию 3D-печати третьей индустриальной войной революцией, которая тихо и незаметно происходит сейчас прямо у нас за окном. И пока некоторые восточно-европейские страны по старинке инвестируют долговые миллиарды в «традиционное производство», некоторые игроки уже осознали масштаб предстоящих перемен.

Например, США в ближайшей перспективе планирует вернуть производство на свою территорию взамен традиционного, но это будут главным образом высокотехнологичные и универсальные технологии на базе 3D-печати, для чего планируется масштабное государственное субсидирование этого процесса, аналогичное текущему американскому прорыву с добычей собственного сланцевого газа и нефти.

Предлагаю в своей обзорной статье из двух частей рассмотреть текущее положение с 3D-печатью, а также обозначить некоторые неожиданные перспективы этого новейшего вида производства, находящегося в неразрывном симбиозе с цифровыми технологиями, интернетом и новым видом программирования, который, кстати, ещё только предстоит изобрести и опробовать.

3D-принтеры сегодня: от пищевых...

Для меня особенно интересна тема пищевых 3D-принтеров, поэтому позвольте начать этот краткий обзор именно с них. Сейчас на этом рынке сложилась специализация: большинство моделей пищевых принтеров делают строго определенные разновидности пищи, например, различные пиццы или только торты. Для примера посмотрим на принтер, который делает любимую мексиканцами пищу — буррито.

Речь пойдет о технологически простом проекте — Burritob0t 3D printer.

В качестве основы он использует свежие блинчики, которые затем автоматически наполняются различной начинкой в разных сочетаниях и пропорциях, что в сумме даёт возможность производить различные буррито. Принтер собран из стандартных компонентов и получился, по словам создателя, «даже проще, чем он собирался его сделать» — дело в том, что от сотрудничества с Марко Манрикезем (Marko Manriquez) отказались все местные мексиканские кулинары, к которым он обратился, — никому из них идея создания автономного 3D-принтера почему-то не понравилась.

Но научно-технический прогресс не так просто остановить, даже принципиальным мексиканским поварам.

Похожий 3D-принтер создан экспертами от Французского Кулинарного Института.

Отличительная особенность этого проекта — попытка достичь максимальной универсальности, позволяя печать практически любую еду, при этом создавая любой её дизайн и позволяя использовать собственные пищевые компоненты.

Данный принтер использует съедобные (пищевые) чернила и электронную систему послойной печати под названием FabApps (все вместе называется «стохастическая технология печати»).

Кроме кондитерских изделий, на таком принтере были успешно распечатаны более плотные продукты, например, классический гамбургер, наполненный кетчупом и горчицей.

Мне показалось любопытным замечание создателя этого принтера. В одном из интервью, отвечая на вопрос «что сдерживает широкое распространение подобных принтеров на рынке?», он выделил две основные причины: не везде доступны компоненты-полуфабрикаты, кроме того, не хватает программистов и специализированного ПО, которое сделало бы производство такого рода легким и доступным для любого новичка.

Словно подтверждая его слова, французская компания Sculpteo, в том числе связанная с производством ПО для 3D-принтеров, получила $2.5 миллионов долларов инвестиций практически сразу же после открытия.

На самом деле сейчас существует огромное множество пищевых принтеров, не будем даже пытаться перечислять их, выделим лишь две большие и принципиально разные группы.

Во-первых, это относительно обычные принтеры, которые используют кондитерские наполнители и полуфабрикаты, разное сочетание и режимы приготовления которых и приводит к тому, что на выходе мы получим разные продукты определенной категории. И вторая, наиболее интересная разновидность — это высокотехнологические химические принтеры, которые будут фактически синтезировать нужные вещества прямо «на лету» (упаковывая их практически в любую внешнюю форму).

Наряду с их большей сложностью и универсальностью, у многих испытателей сразу возникают опасения, не будут ли они вредны для человеческого здоровья, ведь такой процесс синтеза полностью противоположен тому, что происходит уже в нашем желудке при переваривании пищи.

С другой стороны в качестве плюса этого подхода можно констатировать: в такой искусственной еде можно сразу регулировать количество белков, жиров и углеводов, а при необходимости — обогащать ее витаминами и микроэлементами. Но не будем углубляться в противоречивые дебаты по этому вопросу, по которым пока звучит полная разноголосица мнений.

3D-принтеры сегодня: ... до военных

Согласно самой последней статистике за 2012 год в мире существует уже более 1000 самых разных 3D-принтеров, и их количество очень быстро увеличивается. В силу невозможности даже простого перечисления всех их тематик, давайте окинем беглым взглядом самые серьёзные из них — для военного или аэрокосмического применения.

Современные 3D-принтеры способны производить не только еду и всякие декоративные безделушки. Например, оказалось, что экономически целесообразно производить таким способом целые ракетные двигатели. Более того, таких проектов сейчас ведётся уже несколько, в том числе есть подобный принтер и у NASA.

В последнем случае, правда, 3D-принтер используется пока для производства составных частей подобных двигателей. Эксперты единым хором говорят, что уже через 5-6 лет 3D-печать будет использоваться в этой отрасли повсеместно.

Теперь о любимой мужской игрушке — оружии. Успешно предприняты несколько попыток производства полностью функционального оружия. Например, группа разработчиков под руководством Коди Уилсона (Cody Wilson) демонстративно выбрала для клонирования самое популярное в США оружие (М-4), чтобы продемонстрировать перспективность технологии 3D-печати и их доступность практически для любых целей.

Если в 2011 году такие образцы были скорее одноразовыми, то последние «печатные» экземпляры оружия становятся всё более надежными и настоящими.

На данный момент несколько коллективов в США продемонстрировали концепт-производство самого разного оружия на подручных 3D-принтерах, некоторые проекты даже дают возможность свободно скачать уже готовые 3D-модели для всех желающих (самый известный из них, пожалуй, это Wiki Weapon Project).

В передовой робототехнике также заметно доминирование 3D-печати, например уже знаменитый робот AlphaDog почти на треть собран из деталей, распечатанных на таком принтере.

Искусство против засилья принтеров

Казалось бы, если с рутиной производства всё более-менее ясно, то в таких тонких вещах, как искусство и творчество, 3D-принтерам делать уж точно нечего. На самом деле всё обстоит с точностью наоборот: эти принтеры начинают своё массированное наступление даже в этой иррациональной сфере человеческого бытия.

Например, Япония испытывает настоящий бум, когда привычные памятные фотографии уже сейчас вытесняет 3D-печать. Во всех крупных городах Японии установлены специальные 3D-фотобудки (синтез технологий 3D-сканера и 3D-принтера), которые позволяют вместо уже привычной фотографии получить свою трехмерную статуэтку-фотографию с потрясающей детализацией.

По мере развития этого центрального сервиса он начинает обрастать уже дополнительными услугами, например, начинает пользоваться популярностью сервис своеобразного «объемного фотошопа», когда за дополнительную плату вас «оденут» в виртуальные одежды определенной исторической эпохи или изобразят воинствующим викингом, используя вашу трёхмерную модель полученную после предварительного трехмерного сканирования.

Вообще человеческая фантазия вкупе с возможностями и реалистичностью обрабатываемой материи становится практически безграничной.

В качестве примера влияния этого симбиоза на искусство приведу выставку 3D Print Show 2012, прошедшую во второй половине 2012 года в Лондоне, где экспонировались самые разные экспонаты искусства, полученные методом исключительно 3D-печати: от диковинных электрогитар, до необычных концептов стульев, клавиатур, столов и даже человеческих органов.

Проникает эта необычная стилистика новых возможностей и в архитектурный дизайн. Например, в Лондоне сейчас популярен лего-стиль отделки помещений, составные элементы которого изготавливаются индивидуально именно на 3D-принтерах.

Для этого стиля (называемого «лего-графитти») характерно сочетание натуральных отделочных материалов (камень покрытый имитацией моха, дерево, мрамор и т.д.) с различными потёртостями и угловыми обломами этих натуральных элементов отделки, в которых легко обнаруживается стилизация их внутренней структуры под детские лего-компоненты.

Как заявляют британские дизайнеры, 3D-печать активно используется для изготовления дизайна офисов под самые различные эпохи и даже для создания точных интерьеров из различных фантастических фильмов, например «Чужого».

Кстати о фантастике — вот уж где 3D-принтинг используется сейчас на полную катушку. Голливуд буквально «заболел» возможностью печатать различную бутафорию для съемок фильмов, от экзотических аксессуаров различных киногероев и интерьеров космических кораблей, до машины «Агента 007», которая естественно настолько уникальна... что в природе её просто не существует. Традиционное производство в разы дороже, сложней и медлительней 3D-печати. Например, в картине Питера Джексона «Хоббит» подавляющая часть реквизита создана методом 3D-печати. Или как вам более масштабный вариант — написать сценарий мультфильма, смоделировать его основных героев и интерьер в 3D, а потом... распечатать и снять как обычный фильм.

Речь идет о мультике ParaNorman, трейлер к нему приведен внизу, смотреть этот мульт лучше конечно в оригинале через 3D-очки, чтобы почувствовать весь эффект этого решения до конца:

Что ж, бесконечную череду этих арт-примеров предлагаю завершить лобовым столкновением интересов. Британский дизайнер Доминик Вилкокс (Dominic Wilcox), раздосадованный нашествием трехмерной цифровой печати, решил проверить, кто круче: 3D-принтер или одушевленный мастер своего дела. Он выбрал классическую задачу — создание макета популярного замка, для чего взял один из самых больших в мире (и красивых) кафедральных соборов — Duomo.

Мастер своего дела вызвался выполнить hand made-версию замка традиционным для отрасли способом, против него был выставлен «оттюненный» под прототипирование макетов принтер «Deep Pink», собранный на базе уже стандартного для отрасли MakerBot.

В результате глава жюри и директор дизайнерского журнала Джозеф Гриме (Joseph Grima) решил присудить приз человеку, но эксперты высказали мнение, что это вообще весьма субъективное соревнование — время на детализацию макета было крайне ограничено, и если бы компьютерному модельеру дали времени хотя бы на сутки больше, он бы буквально завалил помещение макетами собора воспроизведенного с точностью, недостижимой для человека.

Именно поэтому фирма A1 Technologies, специализирующаяся на принтерах подобного типа, бросила повторный вызов дизайнеру, выставив против него чертовски хороший 3D-принтер, но результаты этого соревнования получились ещё более противоречивыми, потому как в качестве жюри на этот раз решили использовать толпу зрителей.

В общем, Доминик Вилкокс вернулся уже со вторых соревнований человека с принтером с убежденностью что «он опять победил». Вместе с тем слепые к самолюбию цифры развития этой отрасли говорят полностью об обратном.

Дистрибуция и сервис

А пока ещё существует временный зазор между стоимостью и широкой доступностью этих, по сути, до предела индивидуалистичных технологий, расцвела модель аутсоринга и изготовления практически любого товара/деталей «под заказ» посредством 3D-принтинга через Интернет. Так возможности этой технологии удачно объединились с доступностью Интернета, жестко вклинившись в традиционный производственный бизнес, и больше всего на поприще этой бизнес-модели преуспел, что неудивительно, именно Китай.

Известный в Китае глава Alibaba.com Джек Ма называет эту модель как «C2B» (потребитель к бизнесу, consumer to business). Это новый и очень агрессивно растущий вид торговли, который идеально адаптирован для предпринимателей использующих 3D-принтинг для производства всякой всячины.

Эта высококонкурентная и очень мобильная бизнес-модель на базе индивидуальной 3D-печати сейчас развивается не только в Китае. В Берлине уже второй год работает огромный завод FabGate использующий сразу целую армию разнородных 3D-принтеров, и который предлагает быстро отпечатать любое изделие из пластика, алюминия, бронзы, дерева, серебра, железа и стали, титана и так далее...

Чтобы лучше представлять этот специфический онлайн-бизнес, вот типичная процедура заказа для сервисов такого рода на примере берлинского FabGate, которая состоит из 3 простых шагов:

1. Загрузка своей 3D-модели:
   



2. Дальше выбирается материал для изготовления и категория товаров, также указывается количество производимых копий:
   



3. Теперь можно выбрать наиболее территориально-близкое к вам подразделение завода, которое и отпечатает копию вашего товара:
   

В общих чертах это всё. Заказ будет принят и исполнен в течение пары часов. В Германии на данный момент действует несколько десятков подобных онлайн-сервисов для быстрого прототипирования и изготовления различных предметов и деталей.

Аналогичный крупный сервис есть и во Франции, который кроме приема онлайн-заказов, также готов принять вас лично в своем магазине в центре Парижа, чтобы помочь определиться, проконсультировать или создать 3D-модель нужного вам объекта. Кстати, почти всё, что вы видите в интерьере этого магазина на фотографиях ниже — изготовлено на его же 3D-принтерах, включая свежее печенье для посетителей. Если вы сравните подобную гибкость и скорость производства с традиционным серийным производством на заводах, вы, вероятно, задумаетесь о скором печальном будущем динозавров промышленности.

Один из самых старых подобных магазинов, кстати, открытый уже более 7 лет назад, существует в Голландии — это 3DSVP.

Он может много чего разного, но наиболее популярный его сервис — это создание собственных персонализированных чехлов и обложек ко всем популярным маркам телефонов и планшетов, собственных кошельков, брелков с собственным дизайном и так далее и тому подобное.

Огромное количество веб-конструкторов на сайте этого сервиса позволяет в пошаговом режиме сделать дизайн типовой вещи даже с нулевыми представлениями о трехмерном моделировании:

И в заключении хочу если не рассказать, то хотя бы кратко упомянуть о 3D-фабрике в Нью-Йорке под названием Shapeways, которая на данный момент является самой большой фабрикой 3D-печати в мире и которая способна произвести менее чем за сутки практически любое механическое устройство (ракетные движки, описанные в начале статьи делаются именно там). Это крупнейший в мире изготовитель продукции «под заказ».

Острый край технологий: коллапс копирайта

Ознакомившись собственно с самим предметом, давайте посмотрим, к каким далеким идеологическим последствиям приведет будущее широкое распространения технологий 3D-печати, выходящим далеко за пределы чисто технических инноваций.

Все мы в курсе, как равномерно загибается концепция копирайта по мере продвижения и распространения цифровых технологий. Грубо говоря, эпоха постмодернизма началась с массового книгопечатания — если книги стало возможным распечатывать тысячами, свободно распространяя их идеи по миру, то эти технологии перерезают пуповину между создателем и собственно самой материальной манифестацией его идеи, какую бы форму в дальнейшем она не принимала. Его творение начинает жить своей собственной и независимой от него жизнью. В цифровую эпоху эта тенденция только усиливалась, порождая агонию загибающейся интеллектуальной индустрии. И если с правом на идеи всё почти уже ясно, то следующая на очереди концепция — право на собственность вообще.

Схоластики ранних веков уже тогда задавались справедливым теологическим вопросом: кому принадлежит самость каждой вещи? Например, если библейский Иисус Христос взяв (купив) прототип из 5 хлебов и 2 рыб затем бесплатно накормил им 5000 человек (и как утверждают непроверенные источники, при этом ещё осталось двенадцать коробов), то возникает вопрос — какова экономика сего действия? Кто является в этой цепочке экономическим объектом, а кто субъектом? Уже в 16 веке некоторые мыслители содрогались лишь от одних мыслей о грядущем конце традиционного экономического товарооборота при использовании подобных индивидуально реплицирующих систем.

В самом деле, если технологии 3D-печати уже сейчас позволяют перегнать в цифровую форму, скажем, Мерседес, а затем, скинув его цифровую модель на другой конец света по сети, чтобы уже там невозбранно его распечатать в каком-нибудь тихом марокканском дворике неприметного частного дома. Заголовки новостей типа «новейшая модель Мерседеса снова утекла в торренты» в будущем могут стать обыденностью.

Я помню, ещё лет 7 назад оцифрованные книги были большой редкостью, тогда казалось, что в реальном мире без «настоящей бумаги» просто не выжить, но сейчас почти любое известную книгу-произведение можно скачать из Интернета (безотносительно к отношению авторов этих книг к этому феномену). Пройдет буквально каких-то 20-30 лет, и место электронных книг займут товары широкого народного потребления, а 3D-принтеры станут покоиться в обычных отечественных квартирах наконец воплотив местную мечту о тотальном импортазамещении, только местная промышленность при этом исчезнет тоже.

Что будет с миром дальше, когда прежняя экономика станет невозможной, когда появится возможность свободно обмениваться цифровыми моделями вещей и их точными прототипами, а затем воплощать их в металл одним нажатием кнопки? Скорее всего, в некоторых странах это будет запрещено... равно как и цифровые книги — у всех вещей должен быть свой владелец, конечно. Так было издревле заведено — и на этом базируется вся нынешняя власть и порядок.

Именно поэтому выше я и написал о далеком марокканском домике, где на первых порах будут невозбранно рождаться на свет неучтенные никем черные как смоль Мерседесы (кстати, здесь описан реальный и пока уникальный случай, когда мужик самостоятельно сделал самосборную машину, скопировав внешний вид любимой марки Мерса, после чего эта компания подала на него в суд)... а потом мир изменится — производить старым способом станет просто разорительно-невыгодным перед потоком этих дешевых клонов.

Так очевидное-невероятное и «золотой век человечества» постепенно станет возможным.

Окончание этой статьи читайте здесь.

dev.by, 2013