3D-печать: производство, основанное на интернете

Сегодня мы предлагаем нашим читателям перевод статьи, любезно предоставленной г-жой Дженни Се – техническим руководителем компании KAIAO RAPID MANUFACTURING CO., LIMITED. В этой работе автор делится своим видением будущего 3D-печати и влияния, оказываемого на аддитивное производство информационными технологиями.

Будучи главным инженером, занимающимся вопросами 3D-печати на протяжении почти десятка лет, я считаю 3D-печать дистанционным производственным процессом, приводимым в движение интернетом. На мой взгляд, 3D-печать более тесно связана с интернетом и информационными технологиями, чем с производством, как таковым.

Меня часто спрашивали, возможна ли успешная реализация концепции 3D-печати. Изменит ли она наш мир? Считаю, что благодаря интернету и информационным технологиям в целом 3D-печать имеет хорошие шансы на реализацию. Сможем ли мы успешно контролировать эти технологии, станет определяющим фактором в развитии нашего общества. Благодаря интернету, инновационные идеи, приходящие изо всех уголков мира, постоянно взаимодействуют друг с другом. Высокая эффективность обмена информацией позволяет ученым анализировать и использовать данные из других научных направлений, добиваясь более быстрых прорывов. Комбинирование различных дисциплин в исполнении разных умов приводит к появлению любопытных результатов, вроде Великой теоремы Ферма.

3D-принтер «Darwin» с веб-сайта RepRap

Постоянное техническое развитие человечества происходит в результате производства машин с помощью машин. В прошлом, технический прогресс во всех проявлениях зависел от человеческого фактора. Возможно, что в будущем техническое совершенствование машин будет осуществляться самими машинами. Бог создал людей и дал им возможность плодиться. То же самое может быть осуществлено и в мире неодушевленном. Одна схема «размножения» была реализована в 3D-печатном мире благодаря проекту RepRap – международной организации, посвященной исследованиям в области самовоспроизводящихся 3D-принтеров. С 2005 по 2015 год этот проект реализовал три поколения принтеров, способных хотя бы к частичному самовоспроизведению: «Darwin», «Mendel» и «Huxley». Конечной целью организации является создание машин, способных полностью воспроизводить самих себя. Предположим, что такая технология будет реализована. Тогда, в будущем можно будет посылать 3D-принтеры к другим планетам, где они будут «размножаться» сами и создавать устройства для добычи и транспортировки полезных ископаемых обратно на Землю.

Комбинирование интернета, информационных технологий и нанотехнологий может позволить кардинально изменить всю промышленную отрасль. Нанотехнологии привели производственные возможности человечества к молекулярному уровню. В 2012 году исследователи из Венского технического университета напечатали три наномодели всего за четыре минуты с помощью самостоятельно разработанной технологии 3D-печати. Эти объекты, размером с песчинку, представляли собой модели Тауэрского моста, болида Формулы 1 и человеческой фигуры. По мере развития нанотехнологий и 3D-печати мы можем достигнуть этапа, на котором появится возможность реорганизации молекулярных структур для печати любого мыслимого материала. В этом случае мы сможем решить многие проблемы, присущие энергетике, добыче ресурсов и производству материалов.

3D -печатная нановерсия Тауэрского моста

Как подсказывает опыт, после успешного внедрения новой технологии начинается этап ее экспоненциального роста. Как только начинается «взрывной» период, ничто не может остановить ее распространение, ограничить темпы совершенствования или помочь предсказать график роста. Возьмем, к примеру, геном человека. Изначально считалось, что для определения несметного числа комбинаций нуклеотидов ученым потребуются столетия. Как оказалось, глобальное сотрудничество позволило выполнить задачу за считанные годы. Подобное многостороннее сотрудничество может с легкостью привести и к экспоненциальному развитию 3D-печати.

Технологии – палка о двух концах. В обращении с технологиями необходимо проявлять должную осторожность, дабы не навредить самим себе. Примером тому служит 3D-печатное оружие. Эта идея довела меня до возмущения дважды. В первый раз, когда два американских сайта, принадлежащих MakerBot Industries и DEFCAD, разместили файлы для печати компонентов оружия, доступные всем зарегистрированным пользователям. Когда их заставили удалить эти файлы, основатель DEFCAD отнесся к проблеме с равнодушием: «Это не уступок. Файлы теперь можно найти по всему интернету». Получается, что имея такой набор файлов, любой желающий может напечатать оружие на простейшем принтере из простейших материалов!

Второй случай произошел, когда два британских журналиста провели эксперимент: они провезли 3D-печатное оружие необычной формы из Лондона в Париж, не встретив никакого сопротивления на контрольных пунктах безопасности. Пистолет разбирался на несколько частей и практически полностью состоял из пластиковых деталей, за исключением металлического бойка. Разобрав оружие, журналисты спокойно преодолели пропускные пункты обеих стран. Они даже собрали пистолет в единое целое и прогулялись среди ничего не подозревающих людей. И ни один пассажир или охранник не осознал опасности происходящего. Хорошо, что это были журналисты, а не террористы или анархисты.

3D-печать оружия означает не только повышенный уровень опасности, но и наличие лазеек в законах. Когда правительство США приказало убрать опасный контент, чиновники не знали, на каком основании это сделать: считать ли размещение файлов нарушением законов о распространении оружия и не станет ли сам запрет нарушением информационной свободы? На сегодняшний день в США нет законов, четко определяющих рамки в подобных ситуациях. А что, если бы такое 3D-оружие было использовано для нанесения увечий или убийства?

3D-печатный пистолет с сайта DEFCAD

Но что, если 3D-печать сможет-таки выйти на уровень массового производства? Тогда она может совершить переворот в промышленности даже на мировом уровне, причем результаты такого влияния будут негативными, если мы не начнем готовиться как можно скорее. Одним из последствий станет полная автоматизация, что приведет к росту безработицы, особенно среди рабочих, занятых физическим трудом. Развивающиеся страны с зависимостью от массового производства в плане трудоустройства населения станут жертвами серьезного экономического спада. Целые экономики могут прийти к краху.

Многие люди оспаривают значимость интернета, аргументируя, что он не является инструментом производства материальных товаров. Но на мой взгляд, интернет оказывает экономическое влияние за счет повышения уровня обмена информацией. Вкупе с 3D-печатными процессами, способными преобразовывать цифровую информацию в материальные товары, интернет и информационные технологии могут объединить виртуальную и действительную реальность в многообещающий союз. Конечно, хороших результатов можно ожидать только в том случае, если мы будем контролировать ситуацию.