Как выглядит будущее?

Существует несколько разновидностей 3D-принтеров, но все они преобразуют расходные материалы в трехмерные объекты. Основное отличие между ними заключается в том, как именно производится наложение микромиллиметровых слоев один на другой. По мере их наложения и происходит печать или изготовление объектов, например производимых на заказ велогоночных шлемов, отличающихся высокими показателями прочности. Каждый слой, по сути, представляет собой цифровой срез, воспроизводимый посредством компьютерного дизайна. Каждый новый слой толщиной лишь в долю миллиметра добавляется к предыдущему до полной печати или «производства» объекта. В качестве расходных материалов для недорогих принтеров используется пластик, нагреваемый до жидкого состояния, позволяющего производить его экструдирование. В более дорогих принтерах используются связующие вещества и порошковые материалы, лазеры и электронные лучи, а также прочие виды разнообразных расходных материалов, включая смолы, нейлон, пластик, стекло, углероды, титан и нержавеющую сталь. Устройства последнего поколения позволяют смешивать целый ряд материалов в рамках одной печати.

3D-печать объектов изначально была разработана для оперативного изготовления прототипов в преддверии массового производства «реальных» изделий. По мере развития системы стало ясно, что с ее помощью можно изготавливать гораздо более сложные по форме объекты с применением большего числа материалов (Kross 2011). Среди изделий, которые уже сегодня можно «печатать», – медицинские имплантаты, компоненты автомобилей, украшения, шоколад, точно подходящие под ногу футбольные бутсы, а также изделия, изготавливаемые по персональным заказам, игрушки, копии предметов, модели, протезы конечностей, музыкальные инструменты, одежда, мебель, светильники, запчасти для болидов Формулы-1, компоненты для самолетов, перчатки из нержавеющей стали, велошлемы, коронки зубов и выполненные по индивидуальным заказам чехлы для телефонов. Специалисты уже ведут речь о возможности печати целых крыльев для самолетов, электромобилей и даже зданий, что должно стать возможным благодаря планируемой модернизации принтеров. Многие из моделей, предназначенных для 3D-печати, внешне напоминают объекты органической природы, а некоторые из них являются прямыми цифровыми заимствованиями существующих в природе форм.

В будущем возможно появление машин, которые будут осуществлять печать с одновременным применением разных материалов; речь идет о печати активных систем, таких как батареи, микросхемы, исполнительные устройства и машины сборного типа, инфраструктурной печати зданий, крупных сооружений и автомобилей, а также о печати на месте, осуществляемой внутри тела, в космосе, океанских глубинах и даже во время движения или функционирования того или иного устройства. Возможности 3D-печати позволяют изготавливать модели органов и протезов конечностей, а со временем нельзя исключать и появления печати органов, таких как зубы и кровеносные сосуды, производимой с помощью стволовых клеток и иных видов органической материи (Clarke 2011; Gore 2013: 241–243; Moskvitch 2011). Таким образом, в настоящее время происходит стремительное расширение гаммы материалов, которые могут быть использованы для 3D-печати (Silverman 2012). Более того, 3D-печать позволяет изготавливать объекты сложных геометрических форм, добиться чего с помощью других видов производства невозможно. Благодаря различным пакетам программного обеспечения и информации из отрытых источников можно производить печать весьма сложных объектов и изделий на заказ.

Технологии 3D-печати иногда называют аддитивным производством в противоположность большинству привычных субтрактивных процессов, предусматривающих резку, сверление или дробление дерева, металла и других материалов. Субтрактивное производство имеет множество недостатков, включая большие объемы отходов. Вместо субтракции, или удаления, большого количества материалов посредством механической обработки, резки, прессования или штамповки аддитивное производство основано на получении трехмерных твердых объектов из цифрового файла посредством их формирования слой за слоем (Hopkinson, Hague, and Dickens 2006).

Эта потенциальная производственная революция имеет множество последствий для экономики и общества будущего. 3D-принтеры могут получить такое же распространение, что и сетевые компьютеры. Это приведет к огромному снижению мировых масштабов транспортировки объектов. Подобная «печать», или «аддитивное производство», сделает возможным производство объектов рядом с потребителем, а в ряде случаев – и непосредственно им самим. В данной главе будут рассмотрены последствия того, что может стать новой системой производства, способной возникнуть «после заводов и фабрик» (Fox 2010).

Новая система?