Персональное цифровое производство
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
Персональное цифровое производство
СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
Владимир Кузнецов, руководитель проекта “Лаборатория цифрового производства “ФАБЛАБ”(НИТУ “МИСиС”,
http://fablab77.ru)
П ромышленная революция спустила триггер
массового производства: ушли ремесла, при
шли профессии, мастерство сменилось технология
контролем одного человека. Представьте себе персо
нальную фабрику, помещающуюся в вашем гараже,
на кухне или даже на рабочем столе. Такая “фаб
ми. Продукты стали доступнее, и поэтому за массо рика” и будет производить именно то, что нужно
вым производством последовало массовое потребле вам или вашим друзьям, то есть персональные про
ние. Массовое производство стало мощнейшим аксе дукты.
лератором прогресса – благодаря массовому произ Фантастика? Мы помним, что роботы, подвод
водству стали возможны полеты в космос, звонки по ные лодки и космические корабли сначала стано
Skype, гонки “со светофора”, сезонные распродажи вились сюжетными элементами научно-фантасти
и две мировые войны. Массовое производство сфор ческих произведений и лишь потом воплощались в
мировало мир вокруг нас в том виде, в котором мы функциональных устройствах. Впервые вышедший
к нему привыкли. Массовое производство подняло на экраны в 1966 году и переживший своих ори
человечество на небывалые выс¡ты, и оно же вплот гинальных создателей культовый сериал “Звездный
ную подвело его к обрыву глобальной экологичес путь” (Star Trek) предвосхитил многие изобрете
кой катастрофы, поставив тем самым под сомнение ния: в нём появились мобильные телефоны, сенсор
перспективы не только дальнейшего развития, но и ные экраны, планшетные компьютеры. В сериале
самог¡ существования человечества. “Звездный путь. Следующее поколение” важным
Массовое производство чрезвычайно эффектив элементом инфраструктуры звездолета становится
но, но, похоже, человеку уже следует переходить на репликатор – компактная машина, собирающая
новые, еще более эффективные и не столь болезнен из частиц атомы, из атомов – молекулы, а из моле
ные для окружающей среды, способы обеспечения кул – всё, что угодно (точнее, всё, для чего имеется
своих потребностей. Возможен ли переход от массо программа в памяти устройства). Такой репликатор
вого производства к производству “по требованию”, может синтезировать чашку горячего чая, а может
когда продукт будет появляться на свет только тог воссоздать поврежденную деталь Warp-двигателя.
да, когда он нужен, там, где он нужен, и только Это, наверное, и есть идеальная персональная фаб
в том количестве, в котором он действительно ну рика. К сожалению или счастью, такое устройство
жен? Возможен, если от массового производства мы пока не создано. Впрочем, так ли далеки мы от по
вновь, как во времена ремесленников, перейдем к явления репликатора, от возможности производить
персональному производству. Только теперь на но всё, что угодно на своем рабочем столе? Попробуем
вом уровне – цифровом. в этом разобраться.
Если вдуматься, вся наша жизнь в контексте
взаимоотношений с товарами массового производст Цифровое производство
ва – это череда компромиссов. Мы приобретаем не Породившая массовое производство промышлен
то, что действительно нужно именно нам, а то, что ная революция завершилась. Новая революция –
доступно на рынке. При всём разнообразии окру цифровая – уже миновала несколько стадий, и
жающих нас вещей они, большей частью, являют теперь, вслед за цифровыми вычислениями и циф
ся продуктами, призванными удовлетворить не ровыми коммуникациями, приходит цифровое про
именно наши потребности, а спрос (в большинстве изводство.
случаев искусственно сформированный) достаточно Цифровым производством 1-го поколения мож
широкой целевой аудитории. Нам не хватает пер- но считать результаты интеграции цифровых
сональных продуктов – это видно по отчаянным систем управления и традиционного оборудова
попыткам “кастомизации”: одинаковые смартфоны ния, основанного на удалении лишнего материала
облачаются в разные чехлы, на капотах одинако (субстрактивное производство). Подключенные
вых автомобилей появляются самые разнообразные к производственным машинам стойки числового
аэрографические драконы, а на спинах одинаковых управления (ЧПУ), которые сегодня строятся на
белых футболок – “принты” с собственными фото компьютерной базе и могут помещаться на одной
графиями их обладателей. плате, стали контролировать движение режущего и
Потребность в персональном производстве, то абразивного инструмента, лазерного луча, плазмен
есть в производстве продуктов с целевой аудитори ной струи, эрозионного электрода.
ей из единственной персоны, давно назрела – нет Сегодня все, или почти все, субстрактивные
только эффективных инструментов для его реализа производственные методы обзавелись компьютери
ции. Впрочем, в понятие “персональное производст зированными версиями – программное управление
во” можно вложить и иной смысл. Персональным дало возможность повышать точность и повторяе
мы можем считать производство, основные орудия мость обработки, обеспечивая повышение качест
которого находятся в собственности и под полным ва продукции при одновременном увеличении её
CAD/CAM/CAE Observer #5 (81) / 2013 1
СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
сложности. Росло количество степеней свободы в без смены инструмента, без какой-либо переналад
перемещении обрабатывающего инструмента отно ки. Вытекающая из безынструментальности процес
сительно заготовки – от двух (раскрой плоских за са скорость технологий аддитивного производства
готовок) до пяти (детали типа турбинной лопатки) обусловила их коммерческое название и позициони
и выше. Но какими бы совершенными ни были циф рование на рынке – Rapid Prototyping (быстрое
ровые режущие машины, они могут лишь последо прототипирование); для серийного производства это
вательно удалять материал с поверхности заготовки медленно и дорого, но для изготовления прототи
в больши́х или малых дозах. Ни один из субстрак пов – быстро и эффективно.
тивных методов не позволит сразу получить деталь За четверть века своего существования техноло
с замкнутой (или хотя бы значительно перекрытой) гии аддитивного производства прошли значитель
внутренней полостью, а уж, тем более, с внутренней ный путь, при этом прогресс в основном был связан
структурой – для этого компоненты нужно изготав с включением в процессы новых материалов и со
ливать отдельно, а потом объединять их тем или снижением стоимости приобретения и владения та
иным методом. кими машинами.
Добавлять, а не отнимать 3D-печать
Снять естественное ограничение методов, свя “Как трехмерная печать изменит мир?” – кто
занных с удалением материала, удалось в техноло только в последние несколько лет не задавался
гиях, основанных на постепенном его добавлении. этим вопросом… 3D-принтеры украшали обложки
Аддитивные технологии цифрового производства “Wired” [1] и “The Economist” [2], а недавно поя
берут свое начало в середине восьмидесятых годов вились и в российском “Бизнес-журнале” [3]. Каза
прошлого века и все без исключения основываются лось бы, 3D-принтеры – это настоящие цифровые
на принципе послойного воспроизводства трехмер революционеры, но попробуем разобраться, что,
ной геометрии в виде последовательности плоских собственно, они из себя представляют? А представ
слоев одинаковой толщины. ляют они собой те самые устройства аддитивного
Методами аддитивного производства можно со производства.
здавать сложнейшие по геометрии детали – в том Широкое распространение термины “3D-прин
числе, такие, которые нельзя получить никаким тер” и “трехмерная печать” получили, по-видимому,
другим способом. Пусть даже геометрия не воспро благодаря технологии и устройствам американской
изводится во всех подробностях (для большинства фирмы Z Corporation. Эта компания коммерциа
методов нормой является толщина слоя 0.25 мм, хотя лизировала остроумный метод аддитивного произ
есть и 0.1 мм, и меньше), но аддитивные технологии водства, изобретенный в MIT [4], когда применяют
не имеют принципиальных ограничений, которые ся печатающие головки от обычного струйного
существуют даже для многокоординатных субстрак принтера, только “печатают” они не чернилами, а
тивных технологий – хоть корабль в бутылке печа специальной жидкостью, склеивающей частички мо
тай. Впрочем, главным преимуществом аддитивных дельного порошка. Все существовавшие до появле
технологий стала не бесконечная сложность воспро ния устройства от Z Corporation машины аддитив
изводимой геометрии, а бесконечная простота, с ко ного производства (стереолитография – SLA, изби
торой эта сложность преодолевается. При работе с рательное лазерное спекание – SLS, производство
установкой аддитивного производства отпадает этап объектов ламинированием – LOM, моделирование
разработки технологии: не надо проектировать и из распределением расплава – FDM) отличались друг
готавливать оснастку, не надо выбирать инструмент, от друга толщиной слоя и, соответственно, точностью
назначать стратегии обработки и оптимизировать моделей, скоростью выращивания и максимальным
её режимы. Всё, что требуется от человека – это размером воспроизводимых объектов, а также дру
предоставить машине цифровое описание воспроиз гими сопоставимыми техническими характеристика
водимого объекта в виде трехмерной компьютерной ми. Устройство от Z corporation, использующее тех
модели; остальное машина делает сама. нологию “печати” клеящим составом, отличалось от
Какой бы медленной ни была машина адди всех остальных машин аддитивного производства,
тивного производства, при изготовлении штучного прежде всего, ценой. Установки SLA, SLS, LOM
продукта аддитивный подход опережают традици и FDM стоили, как минимум, сто тысяч долларов,
онные производственные методы. Да, штамповоч а “3D-принтер” – меньше тридцати. При этом, по
ный пресс способен превратить плоскую заготовку большому счету, он решал те же самые задачи – по
в сложную трехмерную деталь за долю секунды, лучение твердых трехмерных копий компьютерных
но для этого сначала придется потратить несколько моделей, пусть и с меньшей точностью.
недель на разработку и оптимизацию технологии, Огромная разница в цене вызвала дальнейшее
на проектирование и изготовление штампов. Ту же разделение понятий “быстрое прототипирование”
деталь машина аддитивного производства вырастит и “3D-печать” и расслоение рынка соответствую
за несколько часов – но она сразу готова к испол щих устройств. Rapid Prototyping – это для
нению задания и, вырастив одну сложную деталь, больши́х (больших корпораций, крупных универ
она сразу же может переключиться на изготовление ситетов), а 3D-печать – для маленьких (малых и
другой, пусть даже еще более сложной – и всё это средних фирм, отдельных кафедр в университетах).
2 CAD/CAM/CAE Observer #5 (81) / 2013
СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
Пример десятилетней давности: в 2002 году компа
СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
ния Stratasys одновременно продает два устройст
ва, работающие по одной технологии FDM, но
имеющие, безусловно, сильно различающиеся
характеристики и, главное, стоимость. Первое –
“Maxum” – позиционируется как Rapid Prototyping
device и конкурирует с устройствами селективного
лазерного спекания и стереолитографией; второе –
нишевый конкурент машины от “корпорации Z”,
модель с названием “Dimension”, позиционируется
как 3D printer.
Увы, словосочетание “быстрое прототипирова
ние” за без малого тридцать лет своего существова
ния утратило былой шарм и актуальность, а термин
“трехмерная печать”, напротив, приобрел. В резуль
тате, сегодня лидер рынка устройств аддитивного
производства – корпорация 3D Systems – в марке
тинговых целях вообще уходит от понятия “быстрое
прототипирование”. Теперь вся их продукция – это
“принтеры”, разделенные на три категории: персо
нальные, профессиональные и производственные
(personal, professional, production).
Так что же такое современный 3D-принтер:
устройство завтрашнего дня, которое перевернет ми Рис. 1. Цифровая материализация гравюры
ровую экономику, или это всё та же вчерашняя уста Маурица Корнелиса Эшера
новка быстрого прототипирования? Наверное, са
мой трезвой будет следующая оценка. Современный дорожные чемоданы. “Лучше пришли мне файл, мы
3D-принтер – это всего лишь еще один инструмент сами нарежем их в Бостоне”, – сказала она. И тут я
цифрового производства, который, в большей степени, понял, что грань между информацией и продуктом
эффективно дополняет другие инструменты, чем кон стремительно утончается. В итоге я отправил Шер
курирует с ними. Другими словами, это еще не “реп ри ссылку: www.thingiverse.com/thing:19027.
ликатор”, но одна из ступенек на пути его создания. Шерри Ласситер является сотрудником ЦБА в
MIT, а это подразделение одного из ведущих техно
Информация как продукт, логических вузов мира буквально напичкано цифро
продукт как информация выми производственными машинами суммарной сто
Журналистская братия разглядела в трехмерной имостью в несколько миллионов долларов. Шерри
печати черты новой революции, тогда как настоя имеет доступ к многомиллионному производствен
щая революция – не в ней, но рядом. Нил Гершен ному оборудованию, так что сами акриловые рыбки
фелд (Neil Gershenfeld), руководитель Центра би ей не так интересны, как идея, лежащая в основе их
тов и атомов (ЦБА) в MIT, справедливо полагает, появления, и цифровая инструкция по их изготовле
что революция заключается не в замене субстрак нию. Мало где есть цифровые машины уровня тех,
тивных технологий аддитивными, а в появившейся что находятся в ЦБА, но именно в этом центре было
возможности превращать информацию в материаль доказано, что для того, чтобы сделать (почти) всё,
ные объекты и обратно [5]. что угодно, не требуется оборудование столь высо
Поделюсь личным опытом. Первое, что я сделал, кой стоимости. Уже сегодня компьютерный файл с
получив доступ к устройству лазерной резки, это 2D- или 3D-моделью изделия может иметь б¡льшую
реализовал свою давнюю идею по материализации ценность, чем само изделие. В дальнейшем, с уде
одной из самоповторяющихся гравюр великого Эше шевлением цифровых производственных машин и
ра. Я перерисовал ячейку гравюры – летучую рыбку потребляемых ими материалов, ценность материаль
в векторном формате, положив на один слой изобра ных объектов будет только снижаться.
жения линии для “гравировки”, а на другой – для
контурной резки. В результате из акрила разных Цифровая мастерская, или
цветов я нарезал одинаковых, идеально сопрягаю “Как сделать (почти) всё, что угодно”
щихся друг с другом рыбок, образующих красивую Как явствует из названия, Центр битов и атомов
мозаику (рис. 1). Не без гордости я продемонстри служит делу размытия границ между информацион
ровал плоды своего эксперимента находящейся с ным и материальным мирами. Здесь ведутся разра
визитом в нашем университете Шерри Ласситер – ботки, связанные с превращением битов в атомы и
руководителю Fab Foundation. Шерри мозаику оце обратно: цифровые производственные машины, уст
нила, и я тут же протянул ей несколько рыбок в ройства сбора и обработки информации, программ
качестве сувенира на память. Шерри вежливо от ное обеспечение для цифровых машин и для про
казалась, сославшись на и без того переполненные граммируемых материалов. ЦБА собрал под одной
CAD/CAM/CAE Observer #5 (81) / 2013 3
СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
крышей физиков, химиков, биологов, математиков, хорошей, чтобы продолжить свое развитие исклю
инженеров-механиков и электронщиков. Используя чительно в рамках части академической программы,
материальные и кадровые ресурсы возглавляемого пусть даже и лучшего в мире технологического вуза.
центра, профессор Нил Гершенфельд с коллегами Возможность создавать почти всё, что угодно, вышла
в 1998 году впервые предложил студентам курс с за рамки MIT вместе с открытым международным
претенциозным и не вполне академичным названи проектом Fab Lab (Fabrication Laboratory – про
ем “Как сделать (почти) всё, что угодно” (How to изводственная лаборатория). Любая лаборатория
make (almost) anything). Идея была проста: позна Fab Lab – это, по сути, облегченная версия ЦБА и,
комить студентов с цифровыми производственными соответственно, следующая версия функционально
машинами, собранными в ЦБА, и дать к ним доступ го прототипа репликатора. Все лаборатории проекта
для реализации собственных проектов. На этот курс, (а их сейчас более 150 – с момента своего возникно
ориентированный на группу из десяти студентов, за вения в 2002 году они успели появиться на всех насе
писалось около сотни… С 1998 года Нил читает свой ленных континентах Земли) разделяют общую идео
курс каждый год, и интерес к нему не ослабевает. логию и технологии и имеют схожее оборудование.
Благодаря этому курсу и сотням реализованных Если суммарная стоимость цифровых производст
в проектах студенческих идей, мы можем считать венных машин, установленных в ЦБА, измеряется
ЦБА, ни много ни мало, первым действующим про миллионами долларов, то стоимость оборудования
тотипом репликатора. Репликатор позволяет сде и стартового пакета материалов первых лабораторий
лать всё, что угодно, ЦБА – почти всё. Репликатор проекта составляла порядка 30 000 долларов. Осно
представляет собой компактную интегрированную вой производственной мощи Fab Lab стали (рис. 2):
систему, ЦБА – систему распределенную, в которой • устройство лазерной резки, позволяющее изго
отдельные цифровые производственные установки тавливать плоские детали из акрила, фанеры или
связываются в единый инструмент с помощью раз картона, которые потом можно объединять в трех
работанных в центре программных продуктов и ме мерные структуры;
тодических решений. • режущий плоттер, позволяющий не только вы
Идеология, заложенная в курсе “Как сделать резать аппликации из самоклеющейся виниловой
(почти) всё, что угодно” оказалась слишком пленки, но и создавать гибкие электронные схемы и
Рис. 2. Оборудование типичной лаборатории Fab Lab
4 CAD/CAM/CAE Observer #5 (81) / 2013
СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
антенны из медной фольги на диэлектрической под
СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
ложке;
• настольный фрезерный станок, пригодный для
изготовления точных деталей и заготовок электрон
ных плат;
• набор электронных компонентов – микроконт
роллеров и различных сенсоров, позволяющих со
здавать функциональные продукты.
Позднее функционал лабораторий был расширен
за счет включения относительно простого большо
го фрезерного станка, позволившего изготавливать
крупные элементы и объекты масштабом от табурет
ки до целого здания, и недорогого 3D-принтера для
печати сложных 3D-моделей.
Синергичное взаимодействие цифровых машин,
открытого программного обеспечения и традицион
ных ручных инструментов дает возможность решать
самые разнообразные задачи. В короткие сроки и при
ограниченных ресурсах в Fab Lab могут создавать
ся масштабные сооружения (рис. 3) или компактные
электронные устройства (рис. 4).
На сегодняшний день Fab Lab, с технической точ
ки зрения, представляет собой набор из коммерчес
ких машин цифрового производства, общей стоимос
тью превышающей 100 000 долларов.
На ближайшее будущее намечен постепенный
переход к машинам, изготавливаемым в самой
лаборатории. Скорее всего, первой “жертвой” ста
нет настольный фрезерный станок – сейчас в лабо
раториях почти повсеместно используются машинки
Рис. 4. Легкий геодезический купол
MDX японской фирмы Roland. Уже на этот год на
мечен переход на “MTM Snap” (MTM – Machines
that Make); эта открытая разработка ЦБА позволяет
решать задачи изготовления заготовок электронных
плат с неменьшей эффективностью, что и MDX,
при почти на порядок меньшей стоимости (рис. 5).
Следующие на очереди – 3D-принтер и лазер. Так,
постепенно, Fab Lab обретет ценнейшее качест
во самовоспроизведения, что, наверное, еще боль
ше ускорит рост числа лабораторий и существенно
Рис. 3. Проект в “Eagle” и готовый продукт – Рис. 5. MTM Snap – фрезерный станок, изготов-
тренажер памяти “Саймон” ленный в лаборатории
CAD/CAM/CAE Observer #5 (81) / 2013 5СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
приблизит наступление эры персонального цифро Эти машины являются эволюционными аналогами
вого производства. “миникомпьютеров”. Наконец, в двухтысячных по
являются “микрокомпьютеры” цифрового произ
Персональное цифровое производство водства – настольные 3D-принтеры. Зачастую они
Цифровая революция – это, прежде всего, ком продаются в виде комплектов деталей “сделай сам”,
пьютеры. Именно они изменили мир в постиндуст что весьма похоже на “киты” для сборки микроком
риальном обществе, но изменения эти были связаны пьютеров 30 лет назад. Такие машины стоили снача
не столько с появлением собственно ЭВМ, сколько с ла несколько тысяч долларов, а теперь – несколько
появлением и распространением персональных ком- сотен. Наступает эпоха любительской, “гаражной”
пьютеров (ПК). Всё, что было до начала эпохи “пер или “кухонной”, 3D-печати.
соналок” – по сути, латентный период. До поры до Можно проследить “одомашнивание” цифровых
времени компьютеры оставались мощным средством, производственных машин на примере технологии
доступным узкому кругу специалистов. Потом они FDM (fused deposition modelling – моделирова
стали доступны и энтузиастам, а потом стали необхо ние распределением расплава). Патент на эту тех
димым инструментом практически для каждого. нологию [6] принадлежит Скотту Крампу (Scott
Первые ЭВМ – огромные мэйнфреймы пятидеся Crump), основателю компании Stratasys. В 1992 году
тых годов стоили сотни тысяч долларов и были до Stratasys выпустила на рынок свой первый продукт –
ступны лишь крупным корпорациям, государствен 3D modeller стоимостью порядка 130 000 американ
ным структурам и элитным университетам. В 1960-х ских долларов. Относительно существовавших на
годах появились “миникомпьютеры” стоимостью в тот момент установок аддитивного производства, эта
десятки тысяч долларов – они уже стали доступны машина была более чем доступной, но своих поку
средним компаниям и отдельным кафедрам и лабора пателей она не нашла – это было слишком дорого
ториям в университетах. Многократно возросло чис для малого бизнеса и слишком просто для больших
ло пользователей, многократно увеличилось число корпораций. Следующий продукт компании был
приложений: круг задач, решаемых компьютерами, адресован солидным клиентам (General Motors, 3M,
стремительно расширялся. Наконец, в 1970-х насту Pratt & Whitney) и имел гораздо более высокую цену.
пает пора “микрокомпьютеров”, и они становятся В 1996 году Stratasys выпустила модель Genesys
доступными широкому кругу любителей. Любитель стоимостью порядка 50 000 долларов – в принци
ские “микрокомпьютеры” того времени имели более пе, это была первая на рынке машина аддитивного
чем скромные возможности, но они были открытыми, производства дешевле 100 000 долларов. В 2002 году
они проектировались на кухнях, а изготавливались в Stratasys преодолевает следующую психологическую
гаражах. Такие ПК часто продавались в виде набора отметку в 30 000 долларов, выпустив на рынок пер
“сделай сам”, что позволяло снизить стоимость и рас вый принтер из линейки Dimension, – не только бо
ширить за счет этого круг пользователей. лее доступный, но и значительно более совершенный,
Любители и любительские компьютеры обеспечи чем Genesys. Новый принтер, однако, уже не являлся
ли огромный прогресс в сфере информационных тех абсолютным ценовым чемпионом – в этой нише уже
нологий. Именно они подготовили мир к появлению поселились устройства, использующие альтернатив
следующего поколения вычислительных машин – не ную технологию печати (Z corporation).
только технологически, но и психологически. Оче Однако Stratasys не сдается и в 2009 году за
видно, до любителей мир не был готов к массовым пускает новый принтер – uPrint – стоимостью ме
персональным вычислениям – еще в 1974 году Ken нее 15 000 долларов. Впрочем, этот вполне удачный
Olsen, президент DEC, в своём интервью произнес аппарат может претендовать уже только на ценовой
сакраментальную фразу: “Нет причин, чтобы каж рекорд среди продуктов компании, поскольку к это
дый имел дома компьютер”. В семидесятых годах му моменту появляются значительно более доступ
компьютеры дома были только у настоящих гиков ные решения на принципе FDM. И появляются
и техноманьяков, а сегодня ПК есть практически в они, прежде всего, благодаря открытому проекту
каждом доме, и для этого находятся тысячи причин. RepRap (Replicating Rapid Prototyper – реплици
Цифровые производственные машины во многом рующееся устройство быстрого прототипирования).
повторяют историю компьютеров. Первые аддитив Рожденный в университете города Bath (Великоб
ные машины, появившиеся в восьмидесятых годах, ритания) RepRap, благодаря открытости, стал гло
сродни мэйнфреймам – они крупногабаритные, тя бальным проектом, к которому подключились раз
желые, требуют специальной инфраструктуры и работчики по всему миру. За игрушечным внешним
ст¡ят сотни тысяч долларов. Такое оборудование видом принтеров, появившихся в рамках проекта,
есть только в лабораториях больших корпораций скрывается серьезная задача создания устройства,
и крупных университетов. Потом, с середины де способного воспроизводить само себя. Эта задача
вяностых, лишь отчасти тесня сегмент дорогих ма пока не решена на сто процентов, но накопленный
шин, появляются более доступные решения стои (и свободно распространяющийся) в ходе работ опыт
мостью в десятки тысяч долларов. Соответственно, привел к колоссальной популяризации и демократи
расширяется круг пользователей и спектр решаемых зации трехмерной печати. В 2006 году прототип с
задач, такими агрегатами обзаводятся средние и ма обозначением RepRap 0.2 успешно напечатал деталь,
лые компании, отдельные кафедры университетов. ставшую элементом его собственной конструкции,
6 CAD/CAM/CAE Observer #5 (81) / 2013СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
заменив аналогичную деталь, изготовленную с помо машины, которые по-прежнему имеют огромную мас
СТАНКИ, ИНСТРУМЕНТ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
щью коммерческого принтера. В 2007 году появля су и стоимость). Есть профессиональные инструмен
ется RepRap 1.0 – первый принтер с собственным ты, а есть любительские. Слово любительство чаще
именем “Дарвин” (Darwin); за ним в 2009-м следует всего имеет пренебрежительный оттенок, но если
“Мендель” (Mendel), а в 2010-м – “Гексли” (Huxley). вслушаться в него чуть более пристально, то стано
Названные в честь великих ученых, эти крохотные вится ясно, что оно имеет общий корень со словом
настольные машины, не совершая революций, обес любовь (профессиональность, кстати, ассоциируется,
печили мощнейшее эволюционное развитие техноло прежде всего, с работой, имеющей общий корень с
гий аддитивного производства. рабством J). Любовь – это мощная движущая сила,
На базе разработок открытого проекта RepRap и любительские инструменты способны вызвать
родилось несколько весьма успешных стартапов, очень серьезные перемены цивилизационного масш
включая MakerBot Industry и Bits From Bytes – таба. Так было всегда, и это актуально и для эпохи
компаний, предлагающих собранные и готовые к ра цифровой революции. Любители со своими Altair
боте 3D-принтеры, доступные как для малых пред подготовили мир к распространению персональных
приятий, так и для энтузиастов. Оборудованный дву компьютеров. Теперь любители со своими RepRap и
мя экструдерами для печати разными материалами “Кулибиными” готовят мир к эпохе персонального
“Replicator” от MakerBot ст¡ит порядка 2000 долла производства.
ров; более тяжелый и имеющий большее рабочее поле Воздействие любой технологии на окружающий
“3D TOUCH” от Bits From Bytes – порядка четырех мир становится значительным после развития и ши
тысяч. Набор деталей для самостоятельной сбор рокого распространения этой технологии. Интернет
ки одного из RepRap можно приобрести за триста изменил мир, но интернет появился в 1969 году, а
долларов. Таким образом, за 20 лет существования серьезные изменения начались только тогда, когда
технологии FDM, произошло снижение стоимости Сеть стала по-настоящему открытой и доступной – то
машин, использующих этот принцип, на три поряд есть после перехода на протокол TCP/IP (1983 год),
ка – с сотен тысяч до сотен долларов. после разработки HTTP и HTML, и появившейся
Удешевление и демократизация коснулись не возможности подключения к сети по телефонной ли
только аддитивных производственных технологий. нии (1990 год) и, наконец, после децентрализации
Например, применение лазерной резки в производст управления Сетью, появления Всемирной паутины
ве элементов наружной рекламы и сувенирной про и веб-браузера (1993 год). По большому счету, сеть
дукции привело к взрывному увеличению числа ла стала Сетью после того, как она начала объединять
зерных машин и к их радикальному удешевлению. персональные компьютеры, стоявшие у каждого дома.
Помимо промышленных многотонных установок, по Появление доступных любителям инструментов циф
явились на порядок более дешевые настольные аппа рового производства правомерно сравнивать с появле
раты. Судя по всему, уже в ближайшие месяцы отла нием “микрокомпьютеров”. Появление сети лаборато
женные открытые решения станут доступны уже не рий Fab Lab можно сравнить с появлением APRANET,
только малому бизнесу, но и энтузиастам – например, а может быть даже и с внедрением TCP/IP. Когда по
проект LAOS (LAser Open Source,www.laoslaser.org) принципам, проходящим апробацию в лабораториях
или Lasersaur (http://labs.nortd.com/lasersaur). Fab Lab, заработают по-настоящему интегрированные
Похожая ситуация складывается и в отношении персональные производственные системы, установлен
фрезерных станков с ЧПУ. К примеру, американ ные в миллионах домов, тогда персональное цифровое
ская компания ShopBot, дружественная проекту производство начнет менять мир радикально. И у нас
Fab Lab, предлагает легкие крупноформатные трех есть все основания полагать, что это будут перемены
осевые “фрезеры”, ориентированные не только на ма к лучшему.
лый бизнес, но и на “гаражных” энтузиастов. Отде
льного внимания заслуживают настольные решения: Литература
это и уже упоминавшийся MIT Snap, и российский 1. Anderson C. In the next industrial revolution,
“Кулибин” (в свое время предлагался всем желаю atoms are the new bits // Wired, February 2010.
щим в виде конструктора за 15 000 рублей), и но 2. Markillie P. The third industrial revolution.
вейший портативный станочек i-Modela от японской Special report // The Economist, April 21, 2012.
компании Roland стоимостью примерно 1000 евро. 3. Викторов Д. Напечатать будущее // Бизнес
Когда-то компьютер представлял собой несколь журнал, 2012, №11.
ко огромных шкафов и занимал комнату или целый 4. Three-dimensional printing techniques // U.S.
этаж, а сейчас огромная вычислительная мощь за Patent 5,387,380 // February 7, 1995.
ключается в крохотном карманном смартфоне. Впро 5. Gershenfeld N. How to make almost anything.
чем, и сейчас находится работа для суперкомпьютеров The digital fabrication revolution // Foreign Affairs,
или “центров обработки данных”, занимающих ком 2012, Vol. 91, No 6.
наты или целые здания. Когда-то фрезерный станок 6. Apparatus and method for creating three-di
с ЧПУ не мог весить меньше тонны и требовал спе mensional objects (A system and a method for buil
циального фундамента, а сегодня такой станок может ding three-dimensional objects in a layer-by-layer
быть настольным или даже мобильным (что никак manner via fused deposition modelling) // U.S. Pa
не лишает ценности больши́е многоосевые фрезерные tent 5,121,329 // June 9, 1992.
CAD/CAM/CAE Observer #5 (81) / 2013 7Вы также можете почитать
