3D принтеры и автомобили: сравнение

В 2013 году многие Интернет издания обещали блестящее будущее 3D принтерам. Через 3 года – полное занятие ниши 3D печати. Через 10 лет – массовый спрос на 3D принтеры. Однако, как мы видим, действительное развитие аддитивных технологий отличается от запланированного. Я решил сравнить историю развития 3D принтеров с историей развития автомобилей. Если зайти на страницу RepRap, посвященную Пруше , можно увидеть заголовок: «Prusa Mendel is the Ford Model T of 3D printers» (Пруша Мендель – это Форд Т 3D принтеров). Таким образом, Пруша сравнивается с Фордом Т, а Йозеф Пруша с Генри Фордом.Автомобиль, так же как и 3D принтер не сразу стал востребован. Он проделал большой путь, постоянно изменяясь и совершенствуясь. Изначально, автомобиль создавали и развивали энтузиасты- самодельщики. Сейчас, автомобилестроение – это серьёзное производство, которым занимаются крупные корпорации. История автомобилей изложена во многих книгах. Я взял две отечественных: Долматовский Ю.А. Повесть об автомобиле. М.: 'Молодая гвардия', 1958; и Кудрявцев П.С., Конфедератов И.Я. История физики и техники. М.: 'Просвещение', 1965. Они очень старые, но ничем не хуже современных. В качестве иностранного источника - Интернет книгу: «West of Laramie. A brief history of the Auto Industry by Richard Wright», 1998 («На западе Ларами. Краткая история автомобильной промышленности. Автор Ричард Райт). Не знаю, есть ли у нее русский перевод. В 1999 году я перевел ее «для себя». Сейчас хотел найти сайт, где было много красивых картинок американских автомобилей, но не нашел ничего, кроме некоторых упоминаний на некоторых сайтах. Я бы с удовольствием опубликовал свой перевод (если конечно другого не существует), но даже не знаю, как можно найти автора или его наследников.

История 3D принтеров еще не написана. Что-то есть в Интернете, в том числе, на 3DToday.

Одной из первых проблем автомобилестроения стало патентное право. В 1895 году Джордж Болдуин Селден получил патент США на автомобиль. В 1911 году Генри Форд сумел выиграть суд, доказав, что Селден никак не повлиял на автомобильную промышленность. Та же проблема, но сто лет до этого произошла с паровым двигателем. Отличие было лишь в том, что Дж. Уатт был изобретателем и разработчиком своего парового двигателя, который запатентовал в 1784 году. Вплоть до 1800 года развитие паровых двигателей было остановлено, пока действовал патент.

Технология на «Моделирование методом послойного наплавления» FDM возникла в конце 1980-х. Патент на FDM (FFF) истек в 2009 году. В 2014 году истек патент на SLS (выборочное лазерное спекание).

Следующей проблемой для автомобиля стало неприятие его массами. Считалось, что автомобиль опасен и бесполезен. Скорости тогда были малыми, автомобили часто ломались. Один видный турецкий генерал утверждал, что надо отдать безусловное предпочтение лошади, «так как раненую лошадь можно заменить немедленно, а поврежденный автомобиль можно починить лишь с большим трудом».

Вот какие юмористические картинки тогда публиковали газеты:Сейчас, относительно 3D принтера, этот юмор можно перевести так:Что касается моего личного опыта, то мне как раз удалось «выиграть» у фрезерного станка с ЧПУ. Нужно было отфрезеровать прототип крюка хоккейной клюшки. Отфрезеровали две части, которые потом, то ли неправильно склеили, то ли неправильно обработали. Заказчику не понравилось. Тогда я решил напечатать крюк на 3D принтере из нескольких частей и склеить их. Эксперимент прошел удачно! Заказчику понравилось.Он перечислил деньги нашей фирме. А мой директор за это мне премию выписал. На эту премию я потом подогреваемый стол купил для своего 3D принтера. У Evolution подогреваемый стол не предусмотрен. У них там, в Австралии, и так жарко! :)

Когда я напечатал «Кольцо Мёбиуса с текстом», то спросил у директора: «Сможешь такое отфрезеровать на 3-х координатном фрезерном станке с ЧПУ?» «Да, можно»,- проворчал директор. Конечно, если взять поворотный стол, то с помощью нескольких установок, наверное, можно отфрезеровать. Но, скорее всего, будут «недорезы». Выпуклые буквы проблемно фрезеровать даже на горизонтальной поверхности. На наклонных – тем более.

Одними из первых на сторону автомобиля стали… провинциальные и сельские врачи. Автомобиль позволял им увеличивать число пациентов, обслуживать их быстрей, выезжать на вызовы в далекие селения. Врач – уважаемое лицо в округе, и с его мнением считались. За врачами последовали агрономы и даже священники – все те лица, деятельность которых требовала более или менее частого передвижения.

Использование 3D принтеров для медицины описаны во многих источниках, в том числе и на 3DToday. Интересная статья: Снова может ходить! Возвращаясь к примеру автомобилей, в американской книге рассказано о «противостоянии» бизнес-подходов Генри Форда и Альфреда Слоана (глава GM в 1923-1937). Форд стремился максимально удешевить автомобиль. Он очень долго противился замене модельного ряда. Слоан, напротив, придумал понятие «динамического устаревания». Он стремился, как можно чаще обновлять модельный ряд, не меняя кардинально самой конструкции. Как мы видим, в мире победила концепция Слоана. «Общество потребления» не будет возможно при другой бизнес-модели. По какому пути пойдет 3D принтеростроение? Мне кажется, оно не должно «замыкаться» только на аддитивные технологии. Идеальным было бы, на мой взгляд сочетание «аддитивности» и «субтрактивности». Кроме того, что мешает уйти от схемы «фрезерного станка»? Сейчас многие приспосабливают робо-манипуляторы под фрезерование в 5-ти и более координатах. 3D принтер то же мог бы быть в виде манипулятора. Наплавление или напыление? Может быть, напыление + лазерное отвердевание? Естественно, это потребует написание нового программного обеспечения с новой математикой. Вместо слайсеров будут CAM программы вроде Work NC и т.п. Саму механику, возможно, будет не так уж и сложно изготовить, если использовать лазерную резку стали (сейчас она стала доступна многим, по крайней мере в крупных городах) и тот же самый RepRap