3D-печать изменит мир?

    «Технологии, потенциал и последствия аддитивного производства», — статью под таким заголовком опубликовали специалисты Инициативы стратегических прогнозов (Strategic Foresight Initiative). Эта организация создана для анализа потенциальных последствий долговременных глобальных трендов, революционных изменений и потрясений, которые могут произойти в мире. В последние шесть лет Инициатива стратегических прогнозов совместно с Национальным советом по разведке США публикует доклады с прогнозом долговременных трендов до 2025-2030 гг. На этот раз они обращают внимание на 3D-печать и другие способы так называемого аддитивного производства (АП, additive manufacturing).

    По мнению исследователей, АП способно коренным образом изменить общество и мировую экономику. По силе воздействия это может быть сравнимо с изобретением парового двигателя, электрической лампочки, атомной энергии или микрочипа. Причём именно сейчас, по их мнению, технология «готова к взлёту», а в ближайшее десятилетие начнётся резкий рост использования 3D-печати в промышленности.

    В докладе вкратце рассматриваются существующие технологии аддитивного производства и нынешние сферы их применения. Авторы отмечают, что изначально АП применялось для быстрого прототипирования, то есть быстрого производства концептуальных моделей и прототипов. Но по мере совершенствования материалов и техпроцесса, технологии АП перешли сначала к созданию деталей для функционального тестирования, затем к созданию деталей для прессов и других инструментов промышленного производства и, наконец, непосредственно к промышленному производству. В 2009 году, согласно исследованиям, 16% устройств АП использовалось непосредственного для изготовления деталей, 21% — для функционального моделирования и 23% — для создания инструментов.


    Оценка и прогноз доходов (в миллионах долларов США) от продуктов и услуг АП

    Сейчас существует несколько «историй успеха», то есть таких сфер, где АП успешно используется для изготовления деталей:

    • автомобильные детали, например, некоторые части двигателей автомобилей «Формула-1» изготавливаются методом прямого лазерного обжига по металлу;
    • детали самолётов, например, трубка для системы контроля окружающей среды истребителя/штурмовика F-18;
    • индивидуальная ортодонтия: компания Align Technology использует АП для создания точных индивидуальных зубных скоб для сотен тысяч пациентов по всему миру методом стереолитографии с 3D-сканов ротовой полости, в качестве материала для изготовления скоб используется полимер, одобренный FDA;
    • индивидуальные слуховые устройства: производятся компаниями Siemens и Phonak на основе 3D-скана ушного канала, так что устройство идеально подходит пользователю и практически незаметно.

    Среди существующих ограничений АП называют бедный выбор используемых материалов и низкую скорость 3D-печати (несколько десятков кубических сантиметров в час). По мнению авторов исследования, эти ограничения являются временными и могут считаться либо несущественными, либо преодолимыми в будущем.

    А вот потенциал технологии поистине трудно переоценить. Массовое производство может трансформироваться до неузнаваемости: для многих продуктов стандартные конвейеры можно будет сильно сократить или полностью заменить 3D-принтерами, ведь конечный продукт — например, автомобиль — будет собираться не из сотен и тысяч отдельных запчастей, а в рамках одного процесса. Это повлияет на множество производителей и поставщиков — многих заводов по всему миру, которые изготавливают детали для данного конвейера.

    Глобализация изменит своё лицо. Движение товаров станет происходить не в физическом мире (на баржах, контейнерах и грузовых фурах), а в интернете — в виде цифровых файлов и 3D-моделей. Как электронное письмо можно переправить на другой конец света и там распечатать в 2D, файл трёхмерной модели STL можно переслать и распечатать на 3D-принтере, получив исходное устройство. Файлы STL будут создаваться либо трёхмерным сканированием оригиналов, либо проектироваться дизайнерами в пакетах 3D-моделирования.



    В некоторых случаях распечатать пару сотен айфонов последней модели для жителей деревни будет проще и дешевле на локальном принтере, чем производить миллионы устройств в Китае, транспортировать их через океан, а потом обеспечивать доставку в данный населённый пункт, удалённый от крупных центров дистрибуции. За счёт локализации производства в будущем могут пострадать нынешние страны-экспортёры, у которых экспорт превышает импорт, такие как Германия, Япония и Китай. Выиграют же страны-импортёры (США), а также страны с большим внутренним рынком (США) и страны с большим потенциалом для экспорта интеллектуальной продукции (опять США). В целом, считают исследователи, за счёт распространения трёхмерной печати Соединённые Штаты могут вернуть себе былое влияние в мировой экономике, промышленности, на рынке интеллектуальной собственности, дизайна, инноваций и экспорта продуктов интеллектуальной деятельности.

    Несмотря на улучшение внешнеторгового баланса за счёт локализации производства в некоторых перечисленных выше странах, которые выигрывают от внедрения АП, подобная трансформация экономики может привести к политической дестабилизации за счёт роста безработицы. Но в тех же США, считают специалисты, эта тенденция может компенсироваться благодаря старению населения и естественному сокращению количества трудоспособного населения. Кроме того, АП сами по себе создадут новую индустрию с оборотом в сотни миллиардов долларов, для которой понадобятся специалисты новых профессий (больше 3D-дизайнеров, программистов, инженеров, разработчиков принтеров, заводы по производству принтеров и упаковке расходных материалов).

    Устройства АП в будущем смогут работать с большим количеством разнообразных материалов без сложной перенастройки. Но ключевыми технологиями, которые в ближайшие годы обеспечат прорыв АП, станут две:

    1. Прямое АП металлических компонентов. В этой области достигнут значительный прогресс в последние пять лет. Инженеры уже сейчас могут изготавливать компоненты из титана и некоторых металлических сплавов на базе 3D-моделей в рамках техпроцесса АП, причём эти детали по многим параметрам не уступают своим аналогам, изготовленным традиционным способом. По мере совершенствования этой технологии, мы увидим всё большее внедрение АП в промышленности.
    2. Настольные 3D-принтеры. В то время как прямое АП металлических деталей совершит революцию в промышленности, настольные 3D-принтеры снижают ценовой барьер для данной технологии и делают её доступной для каждого пользователя. Благодаря истёкшим патентам и технологиям, перешедшим в общественное достояние, а также open source проектам, сегодня устройство АП можно купить всего за $1000. Благодаря такой низкой стартовой цене интерес к 3D-печати резко вырос в последнее время, поскольку всё больше и больше любителей приобщается к новому хобби. В этом смысле 3D-печать сейчас находится примерно на той же стадии, что и первые компьютеры Apple I, после которых появился массовый рынок персональных компьютеров.

    Таким образом, революция 3D-печати идёт как на верхнем уровне, так и на нижнем, что обещает конвергенцию посередине.

    Ещё одним важным значением АП является стимулирование того процесса, о котором многие говорят в последнее время: это конвергенция технических дисциплин, особенно четвёрки НБИК (нанотехнологии, биотехнологии, информационные технологии, когнитивная наука).

    via Брюс Стерлинг
    Support the author
    Share post

    Similar posts

    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 78

      +32
      Так и вижу будущее: «Скачать BMW бесплатно без регстрации» :)
        +8
        Отправив смс, и внизу мелкими буковками, что стоимость смс от 50 до 70 тысяч у.е. в зависимости от оператора.
          +3
          И пиратки будут на трекерах
          +17
          И понятие «криво скачался» обретёт вполне реальную форму. :)
            +2
            «Вчера файл скачал. Оказался „битый“...» :)
          +5
          Был интересный рассказ, попадался в «Модели для Сборки»… В общем там про 3д принтеры очень хорошо было и с помощью них подорвали мирофую экономику, эх… жалко названия не помню.
            +1
            Кто может подсказать название рассказа? Хочется послушать, а гуглить такие два словосочетания вместе, как «Модель для сборки» и «3D-принтер» не очень просто.
              0
              возможно Филип Дик. Плата за копирование
                0
                Нет, не он. Там еще в начале рассказа дети продавали какую-то полироль для машины, а главный герой обдуривол слепого бродягу.
                  0
                  Почему-то сразу вспомнился рассказ «Вера наших отцов», но там был безногий и он дурил.
                  Потом припомнил «Алмазный век...», но там совсем не такое начало, хотя и про индивидуальные сборщики и из «малекул».
                +1
                Не уверен про «Модели для Сборки», но эта идея так же была разобрана в «Все вечеринки завтрашнего дня» Гиббсона.
                  0
                  Читал очень давно, но не могу вспомнить, где там эта тема была, не напомните в двух словах?
                  +8
                  Вроде нашел!
                  Питер Гамильтон и Грэм Джойс «Белое вещество»
                    +1
                    К слову: «Джойс Грэм на данный момент работет над сценарием к игре Doom 4» © Википедия.
                      +2
                      Пока у него все время уходит на прохождение Дум 1-3, всех квейков и прочих 3д-шутеров. Ну, чтобы не повторить случайно чужой сценарий )
                  +1
                  Самый главный пример — это наверное вселенная StarTrek (хотя там конечно молекулярные синтезаторы и протеиновые восстановители). Производство стало быстрым и простым, еда больше не проблема, в итоге процветают идеи социализма (за что кстати в свое время трек ругали) — каждый получает по потребностям, отдает по возможностям, как следствие исчезновение денег и относительно полная уравниловка. В общем, фантастика :)
                    +1
                    Напротив меня сидел парень в новом джинсовом костюме, в модных кроссовках и читал Кларка в подлиннике. А я даже название перевести не смог, хоть и учил английский по программе спецшкол. И я сидел напротив него и завидовал, всему завидовал. Рассеянно передвинув на полу пустое ведерко, взглянул ненароком на свои протертые кеды, а потом на его сверкающие белизной и флюоресцентными полосами кроссовки. Позавидовал. Скользнул взглядом выше… И вдруг вспомнил: синтезатор Брусилова! Как бы кстати он сейчас оказался. Я попросил бы парня снять на минуточку его мощные тапки, достал бы из рюкзака свою машинку, швырнул в ее чрево кеды и получил бы на выходе пару отличной обуви.
                    Делать мне было нечего, ехать оставалось еще минут тридцать, и я стал вспоминать и мысленно совершенствовать разработанный мною агрегат.

                    Это был ящичек вроде магнитофона, только длиннее и уже, с двумя кубической формы вместилищами на противоположных концах – для копируемого предмета и его копии. Сверху я предусмотрел коническое углубление с отверстием, названное мною воронкой питания. В ней любая материя должна была превращаться под действием специального поля в некий универсальный полупродукт, нуль-вещество, зеромассу – последний термин казался мне наиболее удачным. Зеромасса служила строительным материалом для копий. Мне захотелось представить поточнее, как будет происходить процесс копирования. Очевидно, необходима была стадия считывания информации с оригинала. Но куда? На какую-то матрицу в самом сердце синтезатора, а уж с нее на зеромассу? В общем логично. Но нельзя ли попроще? Например, передавать информацию из экспозиционной камеры (экспо-камеры), то бишь с экспонируемого оригинала непосредственно в камеру, выдающую копии – я назвал ее гивером («выдавателем») – но не на зеромассу, а на некую энергетическую структуру, которая будет принимать вид уже точной, но еще не видимой и неосязаемой копии предмета. И для этой своей выдумки, для этого полуреального образа я долго искал в памяти подходящее название и остановился, наконец, на красивом немецком слове «гештальт», хотя и помнил, что это вроде бы термин психологии. Управление я сделал примитивно кнопочным. К чему фантазировать? Кнопки – вещь удобная. Потом во весь рост поднялась проблема оптимального размера машины. Нужны были синтезаторы и гигантские и совсем маленькие, карманные. Разумеется, я сразу решил, что мои сибры (так я назвал их сокращенно) будут копировать сами себя, но и для этого требовались различные габариты. Было бы неудобно, если б пришлось сибр каждого нового размера делать заново, и потому родилась мысль о необходимости самостоятельного роста машин. А что? Если они делают из ничего что угодно, почему бы им не наращивать самих себя?

                    © Ант Скаландис «КАТАЛИЗ»
                    –1
                    Ну насчет «скачать 3Д модель из интернетов» ализар явно погорячился. Всё же 3д-принтеры работают на порошках из пластика, керамики или металлокомпозитов, причем одновременно только на одном. Всякую пластмассовую дребедень из них делать можно, но чуть что сложнее, например с электроникой — уже нет.
                      +18
                      Это пока. Потом они ещё и хомячков печатать начнут.
                        +1
                        Хомки.
                          +7
                          А потом научатся работать НА хомячках. Заправил в принтер 30 кило хомячков и он отпечатал тебе собаку.
                            +1
                            Тогда уж шаурмой. А если тушёнкой — то корову.
                              –2
                              Не путайте материалы! Из шаурмы только бомж получается. Собака из беляшей же!
                          +1
                          > причем одновременно только на одном

                          Это уже не так. У reprap есть двухматериальные модификации.
                          Ну и коммерческие принтеры не отстают, вот посмотрите например www.youtube.com/watch?v=r_2-4SFlsHk&feature=youtu.be&t=1m20s
                            0
                            Я в своем Makerbot к новому году, думаю, сделаю DualHead мод.
                          +27
                          Наступит счастье для топ-менеджеров: можно будет печатать из Экселя и расставлять на столе объемные диаграммы.
                            +1
                            Напечатал объёмные диаграммы и пару десятков новых сотрудников.
                            +11
                            Как-то видела занимательный ролик на тему развития 3D-принтеров.
                            Вот, делюсь роликом: www.youtube.com/watch?v=C8jaV29XPjw
                              +1
                              Так и будет — технологии отличные, а с железной дорогой под порогом никто не разберется.
                              +4
                              станки с ЧПУ были еще лет 30 назад, вырезали все что хочешь. Тут обещают еще лет 20 подождать и типа рванет. Увы в обозримой перспективе конвеер будет дешевле и быстрее 3д печати, а в современном мире дешивизна и массовость решает.
                                +3
                                Станок с ЧПУ рассчитан на массовую однотипную работу. Это как типография против лазерного принтера. Перенастроить можно, но только ради тиража, а не ради десяти экземпляров.
                                  0
                                  Ну это может быть первые поколения станков были тупыми, с появлением систем обратной связи, перенастройка самого станка стала тривиальной задачей. А в ручную приходится перенастраивать в основном тупое оборудование, вроде элементов конвейера, и тупых манипуляторов…
                                    0
                                    Не знаю, о чём вы говорите. Автоматические мультифункциональные станки производства середины 90х не требуют перенастройки. Загружается с терминала файл с программой обработки, и устанавливается исходная заготовка, подходящая для программы. От 3д принтера это не отличается: и там, и там нужно ввести программу, в обоих надо загрузить исходный материал, и подать энергопитание.

                                    Отличия применимости этих станков от 3д принтеров не больше, чем между разными обрабатывающими центрами. Друг друга они заменить не могут. И при нашей жизни — вряд ли смогут.
                                      0
                                      Я прекрасно понимаю о чем вы. Да — единичный станок ЧПУ делает это. Стоит сам по себе отдельно. К нему подносят кусок материала, закрепляют и он сам его крутит, вертит, высовывает нужные фрезы, сверла и резцы, поливает эмульсией и на выход отдает готовое изделий. И если не занудствовать — то это и есть 3D принтер.

                                      Но там выше написанно про «конвейер». А это уже немного другое. Тоже ЧПУ и их тоже можно перенастроить на разное изделие. Только никто этого из-за одной детали делать не будет.

                                      Думаю тут различие сразу в двух плоскостях. Что называть станком, а что принтером. Допустим если у нас принтер печатает по медным листам и делает это фрезами? Это еще принтер или уже фрезеровальный станок? Мы привыкли, что если что-то срезается — станок, наносится — принтер.
                                    0
                                    30 лет назад нельзя было скачать в интернете модель, за 5 минут её поправить под себя и послать на печать.
                                      +1
                                      Ну никто не мешал деталь обмерить и в станок забить :) Только пользы то? Всё высокотехнологичное это не просто чертеж и сделанное по нему изделие, это целая технология.

                                      Вот к примеру скачаете вы себе модель для принтера коленвала последнего двигателя бмв или там хонды, даже принтер вам чегото там сделает. Только от настоящего коленвала ему будет как до луны. Не те развесовки, не та прочность, не те коофициент температурного расширения и тп и тд.

                                      Вон китайцы скопировали наши самолеты, а пользы? У двигателя ресурс в 3 раза меньше нашего, у крыла в 5.
                                    +1
                                    на самом деле все сложнее
                                    основные производства компонентов практически безлюдны, производства требующие людей — сборка, именно поэтому ширпотреб сосредоточен в азии. Исключить сборку 3D печать может, теоретически, но до этого очень далеко

                                    что может произойти, так это формирование нового рынка конструкторов и сервиса вокруг него — электроника и силовые детали + схемы для печати и сборки конечного продукта. Вариативность дикая — от банального цвета и формы до компоновки бытовых приборов. это как раз может послужить стимулов для развития бытовой робототехники и всяких «умных домов».
                                      +2
                                      У меня был заказчик, кто хотел изменить свою жизнь с помощью 3D принтера. Предложил сделать мне переднюю панель банкомата в 3D, прислав ее лазерный скан, потом нарисовать фейковую и все это распечатать на 3D принтере. Аппаратный кейлогер — е-мае.
                                      PS. я отказался если чего) воровать у своих как то глупо.
                                        0
                                        Революция будет когда 3d принтеры станут печатать сами себя — полностью.
                                        Вот заживем то.
                                          +2
                                          доделают RepRap и заживем, половину себя он уже делает…
                                            +2
                                            я про этих reprap.org/wiki/Main_Page
                                              +1
                                              Я у себя собрал Makerbot, он чуть проще в настройке, чем RepRap. Если кому интересно — пишите, поделюсь опытом.
                                            +1
                                            Кстати, с детства гадаю, как работали (да и сейчас работают) всякие изобретатели/конструкторы? Например, какой-нибудь Тесла, Эдисон и т.д. А конкретно — вот придумали они новую уберкрутую штуковину, сделали чертежи деталей и все такое… Как потом эти детали получались? Допустим для прототипа львиная доля деталей выдирается из уже готовых продуктов, что-то где-то на станках пилится, где-то руками точится, а если нужна литая деталь, причем из сплава со специфическими характеристиками? Заказывали? А если ошибся на миллиметр где-то, то перезаказывать, там делают новую форму, льют, время, деньги, нервы, так? Мне вот эти 3D-принтеры представляются неплохим подспорьем в прототипировании устройств, деталей и т.д. Или не подходят они для таких целей?
                                              +2
                                              Именно так. Поэтому иметь идеи и быть знаменитым изобретателем — две большие разницы.
                                                0
                                                > львиная доля деталей выдирается из уже готовых продуктов

                                                image

                                                image
                                                0
                                                > ведь конечный продукт — например, автомобиль — будет собираться не из сотен и тысяч отдельных запчастей, а в рамках одного процесса

                                                Не представляю как головку блока цилиндров «напечатать» аддитивным методом…
                                                Про коленвал даже страшно подумать :)
                                                  +1
                                                  Вспомнился анекдот про барина, кучера и новую машину. «Понятно как работает, но овес то куда засыпать?» ;-)
                                                  +1
                                                  Представляю как вырастут в цене 3D модели, а уж как вырастут зарплаты моделлеров! Уууу, пошел покупать книгу по 3D Max и AutoCad…
                                                  0
                                                  А что станет с авиакомпаниями когда наконец то повсеместно внедрят телепортеры…
                                                    0
                                                    А телепортер можно будет напечатать на 3D принтере…
                                                      +1
                                                      ну по большому счету телепортер и есть 3Д принтер + 3Д квантовый сканер :), с одной стороны сканируют, с другой печатают… будущее уже рядом, ага :)
                                                        +4
                                                        Не я такой вариант не хочу, лучше просто преломление пространства. Утечет в сеть твой скан, ходи доказывай потом самому себе что ты оригинал.
                                                          +2
                                                          И чёрный рынок использованных клонов. :)
                                                            +2
                                                            Новый рассвет порно индустрии.
                                                            Представьте, в комплекте с журналом плейбой будет идти диск с моделью «девушки месяца». :)
                                                            +1
                                                            А оригинал расстреливают и хоронят?
                                                              +1
                                                              ну зачем же добро переводить?! В биореактор луговского…
                                                        0
                                                        Неужели 3D принтеры заменят ручную работу и станки?
                                                          0
                                                          Я думаю, за подозрение в пиратстве сразу будут растреливать. И производство болтика для машины будет расцениваться как покушение на экономическую безопастнось страны.
                                                            0
                                                            Так и видятся раздачи на пираткой бухте с 3D пресетами РПГ и ракет к ним.
                                                            0
                                                            До этого будущего ещё далеко. Это скорей всего помощь :) А так прикольно через 1000 лет. Разбил кружку, бас новую распечатал :)
                                                              0
                                                              Современники склонны недооценивать. Первые авто были забавным развлечением и от них мало что ждали. Электричество, самолеты, компьютеры. Даже такие вещи как пулемет к примеру — кто мог подумать, что будет иметь смысл выстреливать тысячи патронов за минуты? А всего через 15-20 лет это уже врывалось в жизнь.
                                                                0
                                                                Вот тут не соглашусь, первые авто уже были средством передвижения. Конечно не таким но были. А смысла в выстреливании 1000 патронов и сейчас нет. Важна меткость. И я не говорю что это плохо, поживём увидим. Когда то была мода на цветные принтеры, сейчас же фотографии предпочитают печатать в ателье несмотря на принтер дома :) ну у меня так по крайней мере. Либо хранить их в цифровом виде :)
                                                                  0
                                                                  Вы не правы.
                                                                  То что по сути машина с самого начала была средством передвижения не важно, важно как она воспринималась современниками. Тогда никто не воспринимал их всерьез — «Вонючая, гремящая, часто ломающаяся повозка заменит надежных, безотказных лошадей? Что за глупости?» :) Поэтому поначалу они были не более чем развлечением для древних гиков. :)
                                                                  Смысл в выстреливании 1000 патронов есть и никак не изменился с того времени как до этой идеи додумались. И он легко осознается когда тебя подымают в атаку а над головой свист пуль стоит.
                                                                    0
                                                                    Если хотите аргументы по поводу скорострельности и авто, то в личку. И прошу читать комментарий вначале ветки, я по русски написал через 1000 лет. Я и не спорил с перспективой. :)
                                                                      0
                                                                      >Если хотите аргументы по поводу скорострельности и авто, то в личку.
                                                                      Лень.
                                                                      >И прошу читать комментарий вначале ветки, я по русски написал через 1000 лет. Я и не спорил с перспективой. :)
                                                                      Эту часть вопроса я не затрагивал.
                                                                        0
                                                                        Выше ссылку привел — в случае чашки 1000 лет не надо, даже года не надо. Хоть сейчас отошли модель и получи кружку.
                                                                          0
                                                                          Фарфоровую? Мне нужна фарфоровая.
                                                                            0
                                                                            Вы по ссылке сходите всетаки. Там на титульной большой банер висит «3D Printed Glazed Ceramics Are Back».

                                                                            Ладно, я вам оттуда картинку принес.
                                                                            image
                                                                0
                                                                через 1000 лет кружки будут ненужны :) будем заряжаться от паразитного излучения…
                                                                • UFO just landed and posted this here
                                                                    0
                                                                    Тот же RepRap, Fab@Home, Makerbot — можно самому собрать за копейки по чертежам, а можно купить собранный и настроенный.
                                                                      +1
                                                                      reprap.org/wiki/Prusa_Buyers_Guide
                                                                      Полностью собранный и настроенный принтер продают за $1800+
                                                                      Полный кит, который нужно собрать и настроить — $800+
                                                                      Если заказывать необходимые детали отдельно, а метизы — в местном магазине, можно уложиться в $400.
                                                                        +3
                                                                        Подтверждаю. Как раз по последнему варианту и делал. Правда, у меня вышло около $700, но в этом виновата лишь специфика моей реализации — приходилось несколько раз переделывать механизм подачи проволоки, механизм подъема головки, предметный столик.

                                                                        Сейчас занимаюсь настройкой альтернативной головки для печати сыром/шоколадом/*.
                                                                      +1
                                                                      Самое важное тут, как мне кажется, то, что можно создавать узлы сразу, не закладывая в них возможность их сборки. Современный дизайн это не только уменьшение размеров, но и забота о самой возможности сборки. Если не надо думать о сборке, возможны совершенно невообразимые вещи.
                                                                        –1
                                                                        Ребят простите меня :) Я не могу без юмора :)
                                                                        Я уже знаю, что будут печатать девушки.
                                                                          –1
                                                                          > Я не могу без дешевого юмора :) №*%:)!*№?%)(!*?

                                                                          fixed that for you

                                                                        Only users with full accounts can post comments. Log in, please.