Короткий опис:

Експерти впливового журналу Economist недавно назвали технологію 3D-друку третьою індустріальною революцією, яка тихо і непомітно відбувається зараз прямо у нас за вікном. І поки деякі країни по-старому інвестують боргові мільярди в ”традиційне виробництво”, деякі гравці вже усвідомили масштаб майбутніх змін. Наприклад, США в найближчій перспективі планує повернути виробництво на свою територію замість традиційного, але це будуть головним чином високотехнологічні і універсальні технології на базі 3D-друку, для чого планується масштабне державне субсидування цього процесу, аналогічне поточному американському прориву із здобиччю власного сланцевого газу і нафти.

Харчові 3D-принтери. Зараз на цьому ринку склалася спеціалізація: більшість моделей харчових принтерів роблять строго певні різновиди їжі, наприклад, різні піци або тільки торти. Для прикладу подивимося на принтер, який робить мексиканцями їжу - бурріто. Мова піде про технологічно простий проект - burritobot 3d printer.

Як основу він використовує свіжі млинчики, які потім автоматично наповнюються різною начинкою в різних поєднаннях і пропорціях, що в сумі дає можливість проводити різні бурріто. Принтер зібраний із стандартних компонентів і вийшов, за словами творця, ”навіть простіше, ніж він збирався його зробити” - річ у тому, що від співпраці з Марко Манрікезем (Marko Manriquez) відмовилися всі місцеві мексиканські кулінари, до яких він звернувся, - нікому з них ідея створення автономного 3D-принтера чомусь не сподобалася. Але науково-технічний прогрес не так просто зупинити, навіть принциповим мексиканським кухарям.

Схожий 3D-принтер створений експертами від французького Кулінарного Інституту. Відмітна особливість цього проекту - спроба досягти максимальної універсальності, дозволяючи друк практично будь-яку їжу, при цьому створюючи будь-який її дизайн і дозволяючи використовувати власні харчові компоненти.

Даний принтер використовує їстівне (харчові) чорнило і електронну систему пошарового друку під назвою Fabapps (всі разом називається "Стохастична технологія друку”). Окрім кондитерських виробів, на такому принтері були успішно роздруковані щільніші продукти, наприклад, класичний гамбургер, наповнений кетчупом і гірчицею.

Мені здалося цікавим зауваження творця цього принтера. У одному з інтерв'ю, відповідаючи на питання "що стримує широке розповсюдження подібних принтерів на ринку?”, він виділив дві основні причини: не скрізь доступні компоненти-напівфабрикати, крім того, не вистачає програмістів і спеціалізованого ПО, яке зробило б виробництво такого роду легким і доступним для будь-якого новачка. Немов підтверджуючи його слова, французька компанія Sculpteo, зокрема пов'язана з виробництвом ПО для 3D-принтеров, отримала $2.5 мільйонів доларів інвестицій практично відразу ж після відкриття.

Насправді зараз існує величезна безліч харчових принтерів, навіть не намагатимемося перераховувати їх, виділимо лише дві великі і принципово різні групи.

По-перше, це відносно звичайні принтери, які використовують кондитерських наповнювачів і напівфабрикати, різне поєднання і режими приготування яких і приводить до того, що на виході ми отримаємо різні продукти певної категорії. І друга, найцікавіший різновид - це високотехнологічні хімічні принтери, які фактично синтезуватимуть потрібні речовини прямо на літу”. Разом з їх більшою складністю і універсальністю, у багатьох випробувачів відразу виникають побоювання, чи не будуть вони шкідливі для людського здоров'я, адже такий процес синтезу повністю протилежний тому, що відбувається вже в нашому шлунку при переварюванні їжі. З іншого боку як плюс цього підходу можна констатувати: у такій штучній їжі можна відразу регулювати кількість білків, жирів і вуглеводів, а при необхідності - збагачувати її вітамінами і мікроелементами. Але не заглиблюватимемося в суперечливі дебати з цього питання, по яких поки звучить повна різноголосся думок.

Згідно найостаннішій статистиці за 2012 рік в світі існує вже більше 1000 самих різних 3D-принтеров, і їх кількість дуже швидко збільшується. Через неможливість навіть простого перерахування всіх їх тематик, давайте окинемо побіжним поглядом найсерйозніші з них - для військового або аерокосмічного застосування.

Сучасні 3D-принтеры здатні проводити не тільки їду і всякі декоративні дрібнички. Наприклад, виявилось, що економічно доцільно проводити у такий спосіб цілі ракетні двигуни. Більш того, таких проектів зараз ведеться вже декілька, зокрема є подібний принтер і у NASA. У останньому випадку, правда, 3D-принтер використовується поки для виробництва складових частин подібних двигунів. Експерти єдиним хором говорять, що вже через 5-6 років 3D-печать використовуватиметься в цій галузі повсюдно.

Успішно зроблено декілька спроб виробництва повністю функціональної зброї. Наприклад, група розробників під керівництвом Коді Уїлсона (Cody Wilson) демонстративно вибрала для клонування найпопулярнішу в США зброю (М-4), щоб продемонструвати перспективність технології 3D-друку і їх доступність практично для будь-яких цілей. Якщо в 2011 році такі зразки були швидше одноразовими, то останні "друкарські” екземпляри зброї стають все більш надійними і справжніми.

На даний момент декілька колективів в США продемонстрували концепт-виробництво самої різної зброї на підручних 3D-принтерах, деякі проекти навіть дають можливість вільно викачати вже готові 3D-моделі для всіх охочих.

Здавалося б, якщо з рутиною виробництва все більш-менш ясно, то в таких тонких речах, як мистецтво і творчість, 3D-принтерам робити вже точно нічого. Насправді все йде з точністю навпаки: ці принтери починають своє масоване настання навіть в цій ірраціональній сфері людського буття.


Наприклад, Японія випробовує справжній бум, коли звичні пам'ятні фотографії вже зараз витісняє 3D-друк. У всіх крупних містах Японії встановлені спеціальні 3d-фотобудки (синтез технологій 3D-сканера і 3D-принтера), які дозволяють замість вже звичної фотографії отримати свою тривимірну статуетку-фотографію з приголомшливою деталізацією. У міру розвитку цього центрального сервісу він починає обростати вже додатковими послугами, наприклад, починає користуватися популярністю сервіс "об'ємного фотошопа”, коли за додаткову плату вас "одягнуть” у віртуальний одяг певної історичної епохи або зобразять войовничим вікінгом, використовуючи вашу тривимірну модель отриману після попереднього тривимірного сканування.

Взагалі людська фантазія укупі з можливостями і реалістичністю оброблюваної матерії стає практично безмежною.На виставці в Лондоні експонувалися самі різні експонати мистецтва, отримані методом виключно 3D-друку: від дивовижних електрогітар, до незвичайних концептів стільців, клавіатур, столів і навіть людських органів.

Проникає ця незвичайна стилістика нових можливостей і в архітектурний дизайн. Наприклад, в Лондоні зараз популярний лего-стиль обробки приміщень, складові елементи якого виготовляються індивідуально саме на 3D-принтерах. Для цього стилю (званого "лего-графітті”) характерне поєднання натуральних обробних матеріалів (камінь покритий імітацією моха, дерево, мармур і так далі) з різними потертостямі і кутовим обломом цих натуральних елементів обробки, в яких легко виявляється стилізація їх внутрішньої структури під дитячі лего-компоненти.

Як заявляють британські дизайнери, 3D-печать активно використовується для виготовлення дизайну офісів під самі різні епохи і навіть для створення точних інтер'єрів з різних фантастичних фільмів, наприклад "Чужого".


До речі про фантастику - ось вже де 3d-прінтінг використовується зараз на повну котушку. Голлівуд буквально "захворів” можливістю друкувати різну бутафорію для зйомок фільмів, від екзотичних аксесуарів різних кіногероїв і інтер'єрів космічних кораблів, до машини "Агента 007”, яка природно настільки унікальна. що в природі її просто не існує. Традиційне виробництво в рази дорожче, складніше і повільніше за 3D-друку. Наприклад, в картині Пітера Джексона "Хоббіт” переважна частина реквізиту створена методом 3D-друку. Або як вам масштабніший варіант - написати сценарій мультфільму, змоделювати його основних героїв і інтер'єр в 3d, а потім. роздрукувати і зняти як звичайний фільм.

Що ж, нескінченну низку цих арт-пррикладів пропоную завершити лобовим зіткненням інтересів. Британський дизайнер Домінік Вілкокс (Dominic Wilcox), роздосадований нашестям тривимірного цифрового друку, вирішив перевірити, хто крутіший: 3D-принтер або одушевлений майстер своєї справи. Він вибрав класичне завдання - створення макету популярного замку, для чого узяв один з найбільших в світі (і красивих) кафедральних соборів - Duomo. Майстер своєї справи викликався виконати hand made-версію замку традиційним для галузі способом, проти нього був виставлений в принтер «Deep Pink», зібраний на базі вже стандартного для галузі Makerbot.

Розмір вироблюваних об'єктів не має НІЯКОГО значення. Абсолютно. Великі принтери будуватимуть цілі житлові багатоквартальні будинки - це лише питання часу (це ж торкається і нано-об'ектів).

Втім, цей час вже наступив - учені університету Південної Каліфорнії розробили систему Contour Crafting, здатну за 20 годин надрукувати двоповерховий житловий будинок. Contour Crafting - величезний принтер схожий на баштовий кран з комп'ютерно-програмним управлінням, що не вимагає участі людини. На сьогодні він здатний самостійно виконати до 90% всіх будівельних робіт, людям тут залишиться лише внутрішня обробка приміщень. У 2014-15 роках США планує налагодити серійне виробництво будівельних принтерів.

Рекурсія: маючи один 3D-принтер, можна з його допомогою надрукувати ще один 3D-принтер, і так далі. До речі, прототип здатного на це 3D-принтера вже існує - це Rep Rap.

Попереду теоретична можливість створення реплікатора, який зробить наявність програміста або інженера взагалі не потрібним. Реплікатор - це фактично просунутий симбіоз 3D-принтера з 3D-сканером + елементами штучного інтелекту, який здатний самостійно формулювати завдання, без необхідності початкової програми/моделі.

Суть ідеї реплікатора дуже проста: ви берете якийсь вподобаний вам предмет (позичений, наприклад, у друга), ставите його в спеціальну камеру, після чого закриваєте дверці і натискаєте велику червону кнопку. Пристрій самостійно досліджує (сканує) структуру даного об'єкту, аналізує логіку його пристрою, після чого в роботу вступає вже відомий вам 3D-принтер, який слухняно відтворює точну копію відсканованої моделі.

Звичайно, поки для такої реплікації доступні лише найпростіші предмети без складної внутрішньої начинки, але... час не стоїть на місці. Погана новина: переконаний, в майбутньому реплікація, швидше за все, буде законодавчо заборонена а самих операторів-реплікаторів страчуватимуть на площах міст, тому з цією справою краще поспішити.
3d-прінтінг - це найбільш ефективний спосіб підручної утилізації що вже відслужили свій час речей. Наприклад, ваші домашні тапочки можуть бути надруковані з точно такого ж матеріалу, який використовувався для виробництва старих тапочок, для чого останні правда доведеться принести в жертву богові науково-технічного прогресу. Таким чином: гума, каучук, пластмаси і більшість інших відомих і повсякденних матеріалів - чудово піддаються переробці і вторинному використанню прямо на місці.
Всі моделі і цифрові прототипи, після їх друку що породжують Всесвіт речей і предметів з нашого життя, через їх первинну цифрову природу зможуть вільно розповсюджуватися і колективно розроблятися (модифікуватися) через інтернет подібно вже добре відомій моделі Opensource, роблячи передбачене Золоте Століття можливим і технологічно цілком відчутним.
У міру розповсюдження 3D-друку вартість складно-технологічних виробів істотно впаде. Їх виробництво стане більш кастомізірованним і індивідуалізованим під кожного конкретного споживача (наприклад, перед виробництвом кексу люди на зразок мене зможуть вказати підвищену до межі щільність родзинок на кожен кубічний сантиметр тесту).
Саму чуточку політики під самий кінець... 3D-виробництво в майбутньому поховає державний виробничий сектор з його неповоротким монопольно-серійним виробництвом, поступово переводячи фокус виробництва в приватні руки. За допомогою таких принтерів окремі люди зможуть точковий проводити персонально (локально) затребувані продукти, раніше доступні тільки повноцінним виробникам з дорогим високоточним устаткуванням і повним виробничим ланцюжком проектування і дистріб"юції.

Таким чином, сотні тисяч людей самих стануть незалежними приватними виробниками, одночасно перетворюючись на автономних цифрових споживачів.

На щастя або на жаль (не знаю), але розповсюдження цих технологій неминуче приведе до політико-економічних деформацій національної економіки більшості традиційних держав, що швидше за все приведе до зміни їх суспільно-політичного ладу з більш централізованих моделей любителів «сильних вертикалів» всіх мастей, до більш децентралізованним.

І хоча поки дещо з описаного і здається фантастичним - багато що вже існують, просто потрібно якийсь час, щоб ці зміни достатньо широко розповсюдилися, точно також як ідеї «Інтернету» знадобилося більше 40 років, поки вона стала по-справжньому народним і глобальним феноменом.

PS... У Японії побудували перший будинок разом з інтер"єром з допомогою принтера.

Новий будинок, роздрукований на 3D-принтері.

Комп'ютери майбутнього Квантові комп'ютери – майбутнє IT технологій
Квантовий компютер і телепортація
Найшвидший суперкомп'ютер світу
Top 10 суперкомп'ютерів світу
Квантова фізика і свідомість людини