«Технология позволяет отказаться от заводов»

Первые шаги 3D-технологии уже показали: скоро потребители смогут стать производителями целого ряда видов продукции

Немецкие политики и экономисты озабочены резким взлётом 3D-технологий, так как считают, что это приведёт к радикальным и малопредсказуемым изменениям в экономике страны. Россия идёт по тому же пути, хотя и не так стремительно.

Научные фантасты, которые часто предвидят будущее, давно описали в своих романах репликаторы, способные воссоздать всё, начиная от стула и заканчивая двигателем для звездолёта. Но такие машины по-прежнему дело будущего. А в настоящем есть их прообраз – 3D-принтеры для объёмной печати, в которых можно «выращивать» разнообразные предметы. Первые такие машины, названные установками быстрого прототипирования, появились в мире ещё в начале 1990-х годов: в них использовался метод стереолитографии – послойное нанесение быстротвердеющего под воздействием ультрафиолетового света материала на основе акриловых полимеров.

Сейчас существует несколько технологий быстрого прототипирования. Принцип построения прототипа у всех один и тот же – отличается только технология его воспроизведения. Сначала создаётся математическая модель объекта, которая разделяется на горизонтальные слои. Потом в камере 3D-принтера эти слои воспроизводятся из материала. А вот техники воспроизведения могут быть разные: многоструйное напыление смолы с засветкой слоя или спекание полиамида (в других случаях металла) с помощью лазера. Наиболее простой и дешёвой считается ФДМ-технология – моделирование методом осаждения расплавленной нити. Именно она сейчас развивается наиболее активно, в том числе в России. Первые принтеры для объёмной печати появились в нашей стране уже в конце 1990-х. Но ещё до недавнего времени 3D-технологии ассоциировалось в сознании рядового россиянина лишь с кино, лазерными инсталляциями и дизайном.

– Наша компания работает с 1992 года и в числе первых начала заниматься поставками систем 3D-моделирования для наших промышленных предприятий, – рассказывает генеральный директор компании «Би Питрон» и заведующий кафедрой технологии приборостроения НИУ ИТМО Евгений Яблочников. – Один из наших партнёров – французская Dassault Systems, создающая программное обеспечение для 3D-моделирования. В России она вместе со своими партнёрами осуществляет крупные проекты в области авиа-, машино- и автомобилестроения, энергетики, лёгкой промышленности. Именно в этих отраслях индустрии активно применяется новая технология.

Главный недостаток быстрого прототипирования – дороговизна импортных материалов и оборудования, которое стоит десятки миллионов рублей. Если предприятие не считает целесообразным закупать 3D-принтеры, оно может заказать разработку модели в специализированном центре. Самый бюджетный вариант печати – 40–50 рублей за кубический сантиметр изделия. В Петербурге работает несколько центров, уже сегодня предлагающих быстрое прототипирование – от разработки модели до производства серийных образцов.

– Интерес к более широкому применению 3D-моделирования резко возрос за последний год, – говорит представитель центра объёмной печати Midgart Алексей Тимофеев. – Эта технология позволила ускорить проектирование и сократить путь от конструкторской идеи до готового изделия. Например, прототип будущего прибора можно изготовить буквально за несколько дней. Партию несложных изделий – за неполный месяц работы, а при заказе большой партии их себестоимость будет очень низкой.

Быстрое прототипирование – удобный инструмент для ускорения и удешевления технологического процесса. Используя это оборудование, можно быстро разрабатывать новые проекты и выводить товар на рынок. Для предприятия, которое каждый квартал меняет линейку продуктов, оно просто незаменимо.

Но вот о коренном изменении производства, по мнению специалистов, говорить не приходится. Хотя новая технология способна значительно сократить отставание российской промышленности в некоторых секторах, например в электронике и производстве медицинского оборудования. И российские конструкторы уже пошли по этому пути. В частности, в Петербурге технологию 3D-печати уже применяют предприятия по производству медобрудования и ЦНИИ робототехники и технической кибернетики.

Одна из самых перспективных областей применения 3D-печати – медицина, и прежде всего трансплантология и тканевая инженерия. В интернете полно сенсационных сообщений о достижениях американских учёных, которые, используя специализированные принтеры, выращивают жизненно важные человеческие органы из клеток. Продвинутые стоматологи тоже используют технику 3D-сканирования и создания на принтере мастер-модели для изготовления идеальных зубных протезов.

– В России уже есть несколько медицинских центров, которые имеют лаборатории с таким оборудованием, – отмечает Евгений Яблочников. – И мы готовы сотрудничать с нашими медиками в области 3D-печати из биосовместимых материалов.

Впрочем, для более масштабного внедрения новой технологии нужно не только дорогостоящее оборудование, но и специалисты, способные грамотно спроектировать математическую модель и использовать прототипирующий агрегат. Таких специалистов сейчас готовят в Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете ИТМО.

– На нашей кафедре уже работает учебно-научная лаборатория технологий быстрого прототипирования, оснащённая 3D-принтерами и оборудованием для 3D-сканирования, – уточняет Евгений Яблочников.

Пока 3D-принтеры остаются в России инструментом профессионального применения. Но специалисты считают, что уже через несколько лет оборудование для создания прототипов может стать доступным массовому потребителю. Особенно если математическую модель нужного предмета можно будет скачать из интернета. Самый простой 3D-принтер даёт изделие из ABC-пластика любой формы – статуэтку, шахматные фигуры, бижутерию, тарелки... А вот изготавливать в такой машине оружие, чего больше всего опасаются на Западе, просто нет смысла. Специалисты утверждают, что оно не будет обладать убойной силой.

– Уже появились принтеры стоимостью до 60 тысяч рублей, которые вполне реально купить, хотя пять лет назад никто не мог об этом и подумать, – говорит Алексей Тимофеев. – Технология позволяет отказаться от заводов в привычном понимании. Как только человек сможет получить точную копию предмета у себя дома простым нажатием комбинации клавиш и это будет доступно по цене, он откажется от покупки его в магазине.

 

Пока тарелку дешевле купить в супермаркете, никто её прототипировать, конечно, не будет. Но в мире с каждым годом появляется всё больше устройств, призванных улучшить нашу жизнь, и лет через десять-пятнадцать 3D-принтеры станут привычной бытовой техникой. А вот захотят ли россияне и тогда печатать всё то, что сегодня продаётся в магазине, покажет будущее.

 

Наталья Григорьева