3D-печать: что это такое, где это делают в Украине и как это изменит нашу жизнь
С виду вещи на картинке ничем не отличаются от обычных вещей, которые нас окружают. Только если оговориться, что сделаны они не обычным способом, а с помощью 3D-принтера. Так что же такое 3D-печать? Это будущее человечества, фактически, как в описаниях фантастических литературных романов, но которое происходит с нами уже сегодня.
Активный процесс применения технологий 3D-принтинга для создания различных предметов начался на Западе еще лет 5 – 7 назад. Сегодня эти знания доходят и до нас, но тем не менее, до сих пор многие с удивлением спрашивают, что же это такое.
Итак, 3D-печать – это процесс создания трехмерных объектов на основе виртуальной 3D-модели. То есть, создание продукта с помощью 3D-принтера подразумевает послойное “выращивание” физического объекта на основе данных о нем, запрограммированных в компьютер. Сама специальная машина, 3D-принтер, может быть абсолютно разных размеров, в зависимости от размеров производимого предмета.
3D-принтер FlashForge
В Интернете можно найти много обзорных видео, в которых эксперты и разработчики рассказывают, что это и как оптимально можно использовать эту технологию:
Мы же поговорили с несколькими экспертами немногочисленного пока украинского рынка о том, что же такое 3D-печать и как это изменит мир производства и потребления.
Тарас Гимирович, украинский эксперт по 3D-технологиям, сооснователь мультиформатных мастерских MakeLab и студии трехмерной печати 3Dproduction:
“Промислові 3D-принтери вперше з’явилися на початку 80-х років. В мережі є дані про експерименти по створенню цієї технології, які велися з 1976 року. Просто тривалий час про ці машини практично ніхто не знав, окрім тих, хто з ними конкретно працював. В основному це були великі компанії та корпорації, які використовували цю технологію для своїх потреб – швидкого прототипування продуктів чи їх елементів, які вони виробляли. Також 3д принтерами користувалися вчені та спеціалісти в науково-дослідницьких інститутах.
Типы и методы 3D-печати
На сегодняшний день в мире существуют следующие основные технологии 3D-печати:
– печать расплавленным материалом (послойное нанесение расплавленного материала, FDM (пластики, съедобные субстанции, органика));
– послойное склеивание порошка (полимер, гипс), 3DP – можно печатать полноцветные модели;
– распыление светочувствительного полимера с последующим его затвердением под воздействием ультрафиолета PolyJet;
– фотополимерная печать SLA;
-спекание порошков (полимеры, керамика, металлы), SLS, DMLS.
То есть, как мы можем понять, создание разных вещей требует применения разных технологий и использования разных материалов. С активным внедрением 3D-технологий в массовое производство стали заменяться привычные раньше материалы: например, композиционные материалы из углеродного волокна сейчас заменяют сталь и алюминий в горных велосипедах и авиалайнерах.
Стоимость производства
До недавнего времени в финансовом плане производство с помощью аддитивных технологий было очень затратным. Большие 3D-принтеры до 2005 года стоили от 60 до 500 тысяч долларов. Эти машины были очень большими, но производили в основном прототипы, либо же отдельные детали для производства. Сейчас же создание новых, уже не прототипов, а полноценных объектов становится все более и более лёгким и дешёвым. Не так давно в одном из американских городов команда молодых людей смогла сконструировать машину всего за 85 долларов. Действительно, за такую небольшую сумму возможно соорудить 3D-принтер, но только “самопальным” способом – легально за рубежом они продаются в среднем за 2 тысячи долларов.
Для чего?
В Америке и Европе эту технологию уже достаточно давно используют. Как уже упоминалось выше, с помощью 3D-принтера можно воспроизвести как клоны уже известных вещей, так и абсолютно уникальные предметы. 3D-принтинг можно использовать в медицине, производстве, моде, некоторые умудряются делать с помощью этой технологии даже… еду. Очень интересно применение 3D-принтеров в медицине. С их помощью специалисты планируют продвинуться в разработке технологий выращивания органов.
Также во всем мире интерес представляют многочисленные эксперименты по созданию объектов из сферы моды и искусства с помощью 3D-технологий. В этом плане фэшн-дизайнеры продвинулись далеко вперед, производя целые коллекции одежды. Пока что эти наряды зачастую остаются в рамках дизайнерских показов, или же пригодны для разового ношения на эпатажную вечеринку – до массового производства 3D-принтинговой одежды дело пока не дошло. Чего нельзя сказать, к примеру, об аксессуарах – оправы для очков и украшения в последнее время можно встретить на рынке предложений все чаще.
3D-печать в дизайне одежды
На сегодняшний день в мире работает много художников и дизайнеров, которые создают коллаборации 3D-технологий со сферами моды и современного искусства.
Дизайнер Айрис Ван Харпен (Iris Van Herpen)
Дизайнер Ирис Ван Харпен на парижской Неделе моды продемонстрировала свою новую коллекцию осень-зима 2013/14, в которой обувь и некоторые верхние одежды были сделаны с помощью 3D-принтинга.
Также дизайнеры активно практикуют применение 3D-принтера для создания обуви и аксессуаров. Например, финский дизайнер Жан Кутанен выпустил коллекцию 3D обуви. Его серия туфель получилась очень универсальной и прочной.
А компания Protos Eyewear запустила стартап, который выпускает 3D напечатанные оправы для очков. Основатель и ведущий дизайнер компании Джон Мауриэлло придумал, чтобы такая оправа специально подгонялась под индивидуальные параметры лица конкретного человека, что позволит сделать их максимально удобными. Один из больших плюсов такого производства – оправа гнется и очки не бьются при падении.
Также за последними мировыми тенденциями следят и украинские молодые дизайнеры. С помощью этого нового инструмента они ищут интересные пути развития для своего творчества.
Светлана Саворона, fashion дизайнер и тренд-консультант, куратор учебных проектов в School of Visual Communications:
Познакомившись с 3D принтингом, я естественно решила апробировать новую технологию при создании своих коллекций. Оказалось, этот ресурс открывает множество возможностей, которые на первый взгляд не очевидны.
На стадии разработки коллекции с помощью 3D прототипов ты можешь отработать форму для модификаций изделий. При желании – протестировать эргономику и получить обратную связь от фокус-группы. И главное, внести правки в модельный ряд до начала производства, сэкономив при этом деньги, силы и время.
Технология 3D печати также пригодится тем, кто ищет спонсоров, партнеров или инвесторов. На переговоры можно идти не с эскизами и абстрактными задумками, а с трехмерной визуализацией и реальным прототипом, который можно подержать в руках. Проверено на личном опыте: это всегда эффективней, чем объяснять на словах, как будет выглядеть будущая коллекция.
Если говорить о 3D-моделировании, для дизайнера это отличная возможность наладить продажи в интернете, и выйти на европейский рынок: компьютерные программы позволяют создать максимально точную модель финального продукта, которая выглядит лучше, чем фотография (об этом мало кто знает, но в рекламе многих известных брендов используется именно 3D модель, а не снимок).
Лично для меня 3d принтиг – это прежде всего новый метод, который приводит к новому результату. А это именно то, что нужно украинской дизайн-индустрии – инновации, которые повышают имидж на международном рынке.
3D-печать в медицине
Медики возлагают большие надежды на 3D-печать — при помощи этой технологии можно, например, создавать ортопедические и стоматологические протезы. В 2012 году 83-летней жительнице Голландии имплантировали титановую челюсть, отпечатанную на 3D-принтере. А недавно британские инженеры в рамках Open Hand Project разработали дешёвые протезы кисти руки – роботизированную кисть Dextrus. Такой протез будет стоить 700 фунтов стерлингов, что на 400 фунтов дешевле бюджетных аналогов на рынке современных протезов. Низкая цена оправдывается относительно недорогими материалами, печатью и простой сборкой. Эта “рука” будет иметь датчики и будет полностью автоматизированной.
3D-печать в предметном дизайне и архитектуре
Также не прекращаются поиски новых конструктивных решений и в предметном дизайне. Например, недавно канадская компания KOR EcoLogic Inc применила идею 3D-печати для создания автомобиля. Для этой машины на 3D-принтере были напечатаны отдельные детали, из которых ее и собрали. 3D-принтинговый автомобиль под названием Urbee работает на экологически чистой возобновляемой энергии, а жидкое топливо применяется в нём лишь как резервный источник. Что интересно, модель имеет три колеса и два посадочных места, может развивать скорость до 112 км/ч и заряжаться от электрической сети, ветрогенератора, домашней солнечной батареи или традиционного источника энергии. Прежде, чем напечатать на 3D принтере автомобиль, компания спроектировала трёхмерный цифровой прототип автомобиля и провела испытания модели в условиях виртуальной дороги, учитывая при этом ветровое воздействие.
Швейцарские дизайнеры и программисты с помощью 3D-принтера создали комнату из искусственного песчаника. Комната состоит из двух симметричных половинок, покрытыми тончайшими узорами. Вся конструкция построена из отдельных блоков, которые были сгенерированы на компьютере и распечатаны с помощью 3D-принтера. Для своего произведения дизайнеры выбрали мелкозернистый песок, поэтому создается впечатление, что комната создана не человеком, а природой.
А голландская архитектурная компания Universe Architecture планирует построить дом при помощи 3D-принтера в форме ленты Мёбиуса общей площадью около 1100 кв.м. Если замысел удастся, это будет первое архитектурное здание, построенное таким путем. Разработчики хотят использовать массивный 3D-принтер D-Shape, который в качестве материала сможет использовать строительную смесь из измельченного камня, песка и связующего раствора, и будет печать отдельные части будущего здания. Архитекторы уже спроектировали будущую 3D-постройку и вот так она выглядит в плане:
Развитие и статус 3D-печати в Украине
В Украине на сегодняшний день процессы с развитием и применением 3D-принтеров очень незначительны, а до недавнего времени и вовсе отсутствовали. По крайней мере такие, о которых бы знала общественность. Но совсем недавно в Донецке при Фонде “Изоляция. Платформа культурных инициатив” (а если попроще, то большой и на данный момент единственной в Донецке культурной институции) открылась цифровая мастерская IZOLAB. Эта экспериментальная мастерская располагает несколькими машинами, среди которых есть в наличии и небольшой 3D-принтер. Пространство открыто для широкой публики и приглашает приходить знакомиться с новейшими технологиями дизайна.
Также наш эксперт Тарас Гимирович с группой единомышленников организовали проект MakeLab / Niice – дизайн-мастерскую и инди издательство. Этим летом в свободном пространстве Smart cafe Bibliotech и Школе Визуальных Коммуникаций (ШВК) Тарас рассказывал о 3D-принтинге на примере небольшого 3D-принтера, который во время лекции печатал объект. Совсем скоро совместно с дизайнером Светланой Савороной в ШВК они будут преподавать курс по 3D-моделированию и печати в области ювелирного искусства и аксессуаров, а на территории арт-кластера “Выдубичи” MakeLab / Niice обещает сделать постоянную открытую мастерскую с 3D-принтером. Туда ребята будут приглашать всех желающих практиковаться с различными технологиями печати, 3D производством, будут организовывать творческие коворкинги, различные воркшопы и презентации.
Дизайнер Светлана Саворона в Школе Визуальных Коммуникаций
Что дальше?
Как изменится будущее человечества с последующим активным развитием этой технологии?
В интернете уже сейчас появляются сервисы, которые предлагают 3D-печать. В будущем это может превратиться в общественное производство. Еще немного времени спустя, возможно, практически каждый человек будет при желании самостоятельно производить необходимые ему вещи и предметы не выходя из дома. Многие эксперты это называют третьей промышленной революцией – когда в корне изменится система производства и, соответственно, философия мира. Первая промышленная революция началась в Великобритании в конце 18-го столетия с механизации текстильной промышленности. В последующие десятилетия использование станков для изготовления вещей распространилось по всему миру. Вторая подобная революция случилась в США в начале 20-го века, с конвейерной линии, которая открыла эру массового производства. С наступлением третьей промышленной революции люди будут уже покупать виртуальную модель объекта, а не материальные предметы, так как их они смогут делать дома без чьей либо помощи.
К чему это приведет, пока никто из экспертов сказать точно не может. Одни утверждают, что это окончательно погубит человечество переизбытком материальных предметов, потому как люди будут постоянно производить все больше и больше новых ненужных вещей. Другие, наоборот, являются сторонниками этой технологии, так как вещи, созданные таким путем прочные, не так часто ломаются, и если вам все же нужно будет починить испорченную вещь, вы просто приносите ее к специалистам, где эту вещь переработают и сделают из нее новую. Так, получается, 3D-принтинговые предметы могут проходить бесконечное “повторное использование” и полную утилизацию. Таким образом человечество сможет отойти от массового производства и снова вернуться к намного более индивидуальному.
Тарас Гимирович: “Мені здається, що зараз ми живемо на пограничному етапі, коли якраз відбувається перехід до третьої промислової революції. Скільки він триватиме не зрозуміло, проте доки масове виробництво мільйонів однакових речей не буде заміщене індивідуальним виробництвом “на місці”, де це необхідно і в тій кількості, яка необхідна, доти ні про яку наступну промислову революцію не варто говорити. Коли ми перестанемо транспортувати через океани та материки предмети споживацтва, ми точно станемо ближче до нової технологічної ери. І 3D-принтери нам можуть домогогти в цьому. “
