Вылитая копия. Как «печатают» лодки, запчасти для автомобилей и даже органы
Инженер-исследователь эд Тэккетт из Маунтин Вальехо (Калифорния) планирует «распечатать» заместители костей и тканей. В Пасифик Гроув (Калифорния) Форрест Хиггс, специалист по искусственному интеллекту, плавит пластмассовые бутылки из-под молока и «печатает» из них дверные ручки и вешалки.
Все они используют RepRap – трехмерный принтер, устройство, позволяющее «печатать» объекты с помощью расплавленного исходного материала. Техническое название этого процесса – быстрое прототипирование. Уже сегодня в сотнях гаражей и подвалов Америки и Англии домашние экспериментаторы «печатают» необходимые в хозяйстве вещи, такие как абажуры и пластмассовые стаканы, равно как и вещи, в хозяйстве совсем не нужные, например лодки. Приверженцы и теоретики быстрого прототипирования сравнивают революцию в трехмерной печати с революцией в печати двухмерной, вызванной появлением первых лазерных принтеров: так же, как двадцать лет назад каждый получил возможность стать писателем и сам себе издателем, теперь каждый может стать промышленным дизайнером и сам себе хозмагом.
Первые устройства для быстрого прототипирования появились еще в восьмидесятых годах, однако использовались в основном в узкоспециальных целях, поскольку были дорогими и хрупкими. Но пять лет назад Эдриан Боуйер, профессор технических наук из университета города Бэт в Англии, опубликовал работу под названием «Богатство без денег» (Wealth Without Money), в которой описал недорогое устройство для быстрого прототипирования, способное «печатать» в том числе запчасти для самого себя. Работа была чисто теоретической, но вскоре Боуйер получил грант на этот проект от британского правительства и начал «печатать» на традиционном аппарате детали собственной улучшенной версии. К 2005 году ему удалось «напечатать» и собрать первый RepRap, недорогой и относительно простой в употреблении трехмерный принтер. Боуйер принципиально не стал патентовать свое изобретение, поэтому цена RepRap равна стоимости его составных частей, то есть четыреста-пятьсот долларов, или в сорок раз меньше, чем цена ранее существовавших версий. Кроме того, RepRap не содержит хрупких деталей, так что «печатать» на нем можно практически из любого материала: от металла до шоколада.
Собрав свой RepRap, Боуйер из теоретика превратился в практика. И принялся «печатать» все, что приходило ему в голову. Он продолжает этим заниматься до сих пор, решая за счет RepRap самые разнообразные хозяйственные нужды. Пару месяцев назад, например, он обнаружил, что у дочери в машине сломан корпус одной из фар. Вместо того чтобы купить новый, он «напечатал» копию поврежденной детали и заменил ее. На сегодня среди предметов, напечатанных на RepRap, числятся кольца, мухобойки, бокалы для мартини...
«Рано или поздно рынок дойдет до того, что если у меня сломается, к примеру, ручка на радиоприемнике в машине, то я смогу зайти на сайт производителя и купить файл, чтобы воссоздать ее в домашних условиях», – утверждает инженер-исследователь и энтузиаст RepRap Эд Тэккетт. Вместо того чтобы грузовиками развозить запчасти, компании станут зарабатывать на продаже файлов. А производить детали можно будет у себя в гараже с помощью трехмерного принтера. Речь, впрочем, не только о запчастях. Дизайнер в Финляндии, например, сможет продать осветительную арматуру покупателю из США, не отправляя ее посылкой, а просто выслав по электронной почте чертеж. С тем же успехом владельцы RepRap смогут производить и любые предметы собственного дизайна: можно создать игрушку по рисунку своего ребенка, можно «напечатать» себе обувь, предварительно отсканировав ступни, можно даже, зарядив RepRap шоколадом, отлить сладости другу ко дню рождения.
Трехмерный принтер, который так же, как обычный, подсоединяется к компьютеру, представляет собой довольно странную конструкцию, состоящую из четырех стальных трубок, несметного количества металлических уголков и скоб, кучи проводов и одного небольшого крана, откуда подается расплавленный исходный материал. Манипулятор перемещает этот кран, сначала рисуя контур предмета, затем заполняя его, и продолжает двигаться, пока деталь не достигнет заданного объема. За прошлый год количество RepRap в мире возросло с двух до трех тысяч. Число примерное, так как проект работает по принципу Open Source, то есть скачать чертежи может любой желающий, отследить количество вновь собранных устройств невозможно.
«Эта технология может сделать из магазинов Wal-Mart поставщика расходных материалов для трехмерных принтеров», – говорит Брюс Уоттендорф, авиаинженер и владелец RepRap в Провиденсе, штат Род-Айленд.
И это не преувеличение. Если многие предметы домашнего обихода можно будет производить самостоятельно у себя дома, то все, что останется на долю магазинов, – продажа необходимого сырья. Мало того, не нужно будет даже покупать сами RepRap, поскольку устройство способно самовоспроизводиться через создание всех необходимых деталей.
«Мне неважно, что люди будут делать с помощью RepRap, потому что знаю: можно сделать огромное количество вещей, – говорит Боуйер. – Самое полезное, что мы можем сделать, – это сам RepRap».
Эта часть процесса, однако, все еще находится в стадии доработки. Впервые заставить RepRap произвести все детали, необходимые для сборки такого же устройства, удалось совсем недавно, в конце 2008 года; до этого RepRap собирались из деталей, изготовленных промышленным способом. Первый полный комплект «дочерних» деталей был торжественно продан в интернете за ящик пива. Но даже этих деталей недостаточно, поскольку электронные платы и мотор для RepRap все равно надо покупать. Однако энтузиасты считают, что положено начало «вирусному воспроизводству»: одна машина производит две новые, эти две производят четыре, четыре – шестнадцать и т. д.
«Мы вообще-то считаем, что захватим мир, – на полном, кажется, серьезе утверждает владелец RepRap Брюс Уоттендорф. – Вся штука в том, чтобы создать рабочую машину, затем на ней создать два комплекта деталей. Один положить на полку – это ваши запчасти, а другой отдать кому-нибудь».
Что будет после того, как RepRap захватит мир? Все кинутся «печатать» фары или лодки? Дверные ручки или ювелирные изделия? «Это такая ситуация, когда вам внезапно дают новую технологию, с помощью которой можно сделать так много, что даже не знаешь, с чего начать, – говорит Стив Де Груф, программист и владелец RepRap из Гарнера (Северная Каролина). – Как если бы, например, тридцать лет назад вам дали текстовый редактор и спросили: "Что ты напечатаешь в первую очередь?"»С