Подводя итоги только что завершившейся Consumer Electronics Show, невозможно обойти вниманием экзотическую тему так называемой 3D-печати. На протяжении прошлого года она всплывала не раз, но то были в основном обещания. В наступившем году будет меньше разговоров и больше дела: в погоне за дешевизной технологий пройдена важная отметка.
Идея трёхмерной печати — создания физического прототипа цифровой модели — не нова и уходит корнями в 90-е годы. За двадцать с лишком лет эволюции предложен добрый десяток способов «материализации» (механических, оптических, химических), позволяющих получить результат в пластике, металле и множестве других материалов.
Однако дороговизна оборудования и «расходников» до последнего времени ограничивали распространение узкой нишей профессиональных применений. Принтеры от Stratasys, Z Corp или 3D Systems стоят десятки и сотни тысяч долларов, так что приобрести и использовать их могут позволить себе лишь крупные бизнесы вроде Apple и Boeing, эксплуатирующие 3D-печать в процессе проектирования и даже в производстве, для выпуска некоторых комплектующих.
Но время идёт и в прошлом году, пожалуй, впервые о технологиях трёхмерной печати в офисе и даже дома заговорили как о чём-то осуществимом. Сразу несколько компаний поделились планами выпуска простых 3D-принтеров по цене, близкой к 1000 долларов. Осенью шуму наделал Origo: симпатичный, яйцеподобный аппарат, продавать который планируется за 800 долл. Но если Origo и по сей день остаётся концептом, то представленные на CES 2012 Replicator от MakerBot Industries и Cube от Cubify (подразделение 3D Systems) уже работают и продаются (либо поступят в продажу до весны).
Все три аппарата выглядят совершенно по-разному, но внешний вид — почти единственное, что отличает их друг от друга. Все трое нацелены на обывателей (больше того: на детей от 10 лет) и построены с прицелом на экономию, вследствие чего заметно ограничены в возможностях по сравнению с промышленными моделями. Максимальные габариты объекта, который они способны напечатать, измеряются несколькими кубическими дюймами, то есть сопоставимы (грубо) с булкой хлеба. Собственно печать ведётся методом, напоминающим всем знакомую струйную, только вместо чернил используется термопластик (ABS; из такого же, говорят, выполнены фигурки Lego) или биоразлагаемый полимер (PLA, на основе молочной кислоты).
Объект формируется слой за слоем, причём толщина каждого измеряется десятыми долями миллиметра, а общее время печати составляет около часа и определяется больше невысокой скоростью затвердения пластика, нежели возможностями принтеров. Картриджа ABS — самого ходового, самого дешёвого расходного материала для 3D-печати — хватает примерно на десять фигурок, а стоит он порядка 50 долл. Все бытовые трёхмерные принтеры монохромны, и только Replicator в расширенной модификации позволяет оперировать двумя цветами, но и стоит в таком варианте под две тысячи долларов. Cube предлагается за 1300.
Что можно сделать с помощью 3D-принтера дома? Прежде всего — печатать невероятно реалистичные игрушки: фигурки персонажей из сказок и игр, игрушечную домашнюю утварь, модели животных. Самодельную бижутерию. Элементы пазла или детского конструктора, запчасти для моделей. Корпуса и детали сложных механизмов: шестерёнки, звенья цепи (и даже кольчугу). Можно напечатать пластиковый прототип, изготовить по нему глиняную форму и отлить объект в металле. Пытаясь вообразить, что ещё можно изготовить таким образом, быстро заходишь в тупик: свобода самовыражения здесь ограничена только нашей фантазией, а поскольку ни с чем подобным большинство из нас никогда не сталкивалось, то и представить, как можно использовать, трудно.
Цифровые модели для 3D-печати — отдельный разговор. Если для обычного принтера достаточно фотоснимка, здесь процесс подготовки исходника на порядок более сложный, ведь нужна объёмная фигура. Учитывая, что очень немногие обыватели обладают соответствующими навыками, легко предвидеть спрос на готовые модели и средства быстрого 3D-проектирования. Насыщать его уже пытаются производители трёхмерных принтеров и пока ещё немногочисленные разработчики программного обеспечения (загляните в библиотеку Thingiverse и Cubify, попробуйте бесплатное веб-приложение 3Dtin).
Где-то здесь, вероятно, кроется и ответ на вопрос, как использовать 3D-печать в малом бизнесе. Уже действуют магазины персонализированных подарков, предлагающие за умеренную сумму распечатать сувенир или украшение. Но почему бы не принимать такие заказы в супермаркетах, там же, где печатают сейчас фотографии? Определённо есть спрос и со стороны тех, кто уже обзавёлся трёхмерным принтером: они готовы покупать 3D-модели (через сервис Cubify, например, все желающие авторы могут продавать свои цифровые конструкции) и программное обеспечение для быстрой 3D-оцифровки физических объектов.
Для прямого производства (к примеру, запчастей для оргтехники), бытовые 3D-принтеры кажутся слишком примитивными. Они медленные, прочность применяемых материалов оставляет желать лучшего, себестоимость печатаемых изделий сравнительно высока. Но не исключено, что интересные идеи найдутся и здесь.
Эксперты полагают, что дефицит реально полезных применений 3D-принтеров — второй после высокой цены фактор, ограничивающий их распространение. Но применения найдутся, как только эта экзотическая технология окажется по карману обывателям. Вслед за пересечением тысячедолларовой отметки следует ждать лавинообразного развития событий.
С одной стороны будут действовать производители принтеров, намеренные стремительно, за пару лет, опустить цену до 500 и даже 200 долларов (за примитивные печатные устройства для детей). Они же планируют расширить перечень расходных материалов, заменив дорогой термопластик на более доступные субстанции, в том числе съедобные (сыр, шоколад). В свою очередь пользователи устроят мозговой штурм и найдут достаточно полезные применения, оправдывающие трату нескольких сотен долларов на собственный 3D-печатный станок.
Предполагается, что популяризация трёхмерной печати обусловит трудные времена для отраслей промышленности, специализирующихся на производстве мелкого ширпотреба. Вместо того, чтобы купить ребёнку новую игрушку, можно будет её смоделировать (или приобрести через Сеть цифровую модель) — и отпечатать самостоятельно, изменив по своему вкусу и потребностям.
Но и это всего лишь одна из множества догадок. 3D-печать уподобляют сегодня полупроводникам в 60-е годы. Где именно новая технология произведёт революцию, никто не знает. В одном нет сомнений: мы уже на пороге.