Аддитивные технологии. Где, зачем и почему применяется 3D-печать
Аддитивные технологии сегодня применяются во многих сферах производства, медицине и машиностроении. В чем их основное преимущество? Какие перспективы? Почему еще не все печатают на 3D-принтерах?
Аддитивные технологии сегодня применяются во многих сферах производства, медицине и машиностроении. В чем их основное преимущество? Какие перспективы? Почему еще не все печатают на 3D-принтерах?
Аддитивные технологии или 3D-печать – это стильно, модно, современно. Практически хайтек хайтека. Однако, как и большинство современных супертехнологий, определяющих актуальные технические тренды, появилась она не сегодня и даже не вчера. Самым современным в ней является название «3D-печать», но даже его придумали аж в 1995 году студенты Массачусетского технологического института, заменив коротким термином «3D-Printing» громоздкое и неблагозвучное определение «быстрое прототипирование» (Rapid Prototyping).
Сама же технология еще старше. Первым промышленным образцом использования аддитивных технологий была «установка Мюнца», использовавшая метод стереолитографии. Инженер Отто Джон Мюнц построил ее в 1951 году для производства объемных полимерных моделей. В машине Мюнца поршень в цилиндре смещался, освобождал пространство, которое заполняли светочувствительным полимером. Затем он полимеризировался освещением отдельных участков, формируя фигурный слой, после чего поршень совершал следующий ход, наносился новый слой полимера – и так далее. Да-да, послойная 3D-печать с фотоотверждением, которая применяется до сих пор.
Остальные варианты аддитивных технологий тоже родом из прошлого века: технология ламинирования LOM (Laminated Object Manufacturing) заработала в 1985-ом, технология послойного наплавления FDM (Fused Deposition Modeling) – в 1986-ом, лазерное спекание порошка LENS (Laser Engineered Net Shaping) – в 90-х. В общем, на рубеже веков 3D-Printing уже был полноценной частью технологической картины инженерного мира. Но массовое его развитие стартовало несколько позже. Почему?
Развитие аддитивных технологий
Рывок «в массы» аддитивные технологии (для маркетинга, разумеется, использовалась более благозвучная «3D-печать») совершили в 2009 году, и это не случайно. Никакого научного или технологического прорыва в том году не случилось, но произошел прорыв юридический – истек срок действия одного из ключевых патентов, который описывал метод FDM (Fused Deposition Modeling) с использованием плавкой пластиковой нити. (Он с 1990-х годов принадлежал компании Stratasys.) В отсутствие необходимости патентных отчислений цены на системы 3D-печати рухнули на порядок, позволив сделать их настолько массовыми, что появились бытовые модели, доступные любому желающему. Практической пользы в хозяйстве от них было немного, но они дали широкий медийный эффект, выведя 3D-печать в число «мейнстримных технологий». Иногда это важнее научных открытий, потому что медийное внимание привлекает инвестиции, а уж они как раз способствуют быстрому развитию.
Минусом такого прорыва стали завышенные ожидания. В начале 2010-х многим казалось, что аддитивные технологии вытеснят традиционные, и на 3D-принтерах будут печатать все – от носков до домов. Технофутурологи рисовали прекрасную картину ближайшего будущего, когда вместо заводов, логистических центров, складов и магазинов у каждого человека будет стоять дома универсальный 3D-принтер. Как только человеку что-то понадобится, он скачает из интернета 3D-модель (честный – купит лицензионную, хитрый – скачает с торрента) и нажмет кнопку «Печать». После этого останется только подождать, когда из лотка вылезет новая чашка, ложка, футболка или даже (Почему нет?) надувная женщина.