Чтение онлайн

В будущем возможно появление машин, которые будут осуществлять печать с одновременным применением разных материалов; речь идет о печати активных систем, таких как батареи, микросхемы, исполнительные устройства и машины сборного типа, инфраструктурной печати зданий, крупных сооружений и автомобилей, а также о печати на месте, осуществляемой внутри тела, в космосе, океанских глубинах и даже во время движения или функционирования того или иного устройства. Возможности 3D-печати позволяют изготавливать модели органов и протезов конечностей, а со временем нельзя исключать и появления печати органов, таких как зубы и кровеносные сосуды, производимой с помощью стволовых клеток и иных видов органической материи (Clarke 2011; Gore 2013: 241–243; Moskvitch 2011). Таким образом, в настоящее время происходит стремительное расширение гаммы материалов, которые могут быть использованы для 3D-печати (Silverman 2012). Более того, 3D-печать позволяет изготавливать объекты сложных геометрических форм, добиться чего с помощью других видов производства невозможно. Благодаря различным пакетам программного обеспечения и информации из отрытых источников можно производить печать весьма сложных объектов и изделий на заказ.

Технологии 3D-печати иногда называют аддитивным производством в противоположность большинству привычных субтрактивных процессов, предусматривающих резку, сверление или дробление дерева, металла и других материалов. Субтрактивное производство имеет множество недостатков, включая большие объемы отходов. Вместо субтракции, или удаления, большого количества материалов посредством механической обработки, резки, прессования или штамповки аддитивное производство основано на получении трехмерных твердых объектов из цифрового файла посредством их формирования слой за слоем (Hopkinson, Hague, and Dickens 2006).

Эта потенциальная производственная революция имеет множество последствий для экономики и общества будущего. 3D-принтеры могут получить такое же распространение, что и сетевые компьютеры. Это приведет к огромному снижению мировых масштабов транспортировки объектов. Подобная «печать», или «аддитивное производство», сделает возможным производство объектов рядом с потребителем, а в ряде случаев – и непосредственно им самим. В данной главе будут рассмотрены последствия того, что может стать новой системой производства, способной возникнуть «после заводов и фабрик» (Fox 2010).

Новая система?

Ниже мною представлены некоторые из новых возможностей 3D-печати, о которых высказываются изобретатели и аналитики. В книге «Фаб: грядущая революция вашего компьютера – от персональных компьютеров к персональному производству» Нил Гершенфелд говорит о персональном производстве с помощью вошедших в каждый дом компьютеров, открытого программного обеспечения и возможного слияния цифрового и материального миров (Gershenfeld 2007; Day 2011). Персональное производство являет собой «передовой пример» того, как цифровые ресурсы и технологии проникают в нашу физическую среду. Изменения эти являются результатом деятельности не только крупных корпораций, но и местных предприятий и осуществляются посредством «материализации цифровой информации» (Ratto and Ree 2010).

Предлагаемые через интернет цифровые технологии способны были бы играть центральную роль в глобальных сетях передаваемых и загружаемых файлов с параметрами моделей и концепций, которые можно было бы затем производить или печатать с помощью переносных компьютеров практически где угодно и из чего угодно. Таким образом, это было бы не массовое, а индивидуальное производство на основе передаваемых по сети цифровых данных, преобразуемых в атомы с помощью компьютеров и управляемых компьютерами интерфейсов. Игроки на этом рынке включают целый ряд поставщиков 3D-принтеров, от небольших стартапов, таких как Makerbot, до крупных специализированных производителей, например Z Corporation. Кроме того, производители традиционных принтеров (например, HP) также занимаются инвестированием в исследования и разработки в этой сфере и продажей продукции благодаря сотрудничеству с более мелкими компаниями (например, Stratasys) – речь здесь идет о всей гамме индивидуальных и промышленных 3D-принтеров (Shankland 2010).

Мы также можем прогнозировать, что люди будут не столько покупать изделия, сколько оплачивать доступ к лицензиям на производство или загрузку параметров изделий или приобретение таких лицензий. Это станет одной из составляющих «экономики доступа», противопоставляемой «экономике владения» и развивающейся вместе с цифровым «интернетом вещей» (о доступе см.: Rifkin 2000). В настоящее время уже существуют открытые базы моделей и параметров, доступных для загрузки через интернет.

Особую роль в данной сфере играют разработчики открытого программного обеспечения. Эдриан Боуйер, изобретатель оригинального самовоспроизводящегося принтера RepRap, поясняет важность открытых источников: «Его конструкция позволяет ему копировать себя, потому что именно это – самый эффективный путь наполнить мир подобными устройствами» (цит. по: Stemp-Morlock 2010: 1). Благодаря самовоспроизводству RepRap «перепрыгивает» фазу постепенного развития и введения в оборот новой технологии, чем вмешивается в деятельность производителей подобных устройств, как крупных, так и нишевых, позволяя мелким пользователям, включая школы и местные организации, и просто частным лицам приобретать данную технологию, использование которой требует лишь сборки принтера и покупки расходных материалов и прочих компонентов. Одним из главных факторов роста числа домашних и офисных 3D-принтеров является наличие «открытых» моделей данных устройств, приобретаемых в виде наборов, которые могут быть самостоятельно собраны пользователем, и печатающих или воспроизводящих 3D-принтеры для других пользователей. Самовоспроизведение означает, что, как только будет приобретен один принтер, каких-либо ограничений на дальнейшее число принтеров, которые могут быть произведены с его помощью, не существует. Боуйер, являющийся одним из пионеров 3D-печати с открытым исходным кодом, обращает внимание на схожесть ситуации с ранним этапом компьютерной революции, когда любители сами собирали свои компьютеры из приобретаемых компонентов.

3D-печать может привести к зарождению децентрализованной, местной системы производства, основанной на изменениях в практиках потребителей, все чаще обращающихся к поиску информации и приобретению товаров в Сети. Вполне возможно, что через пару десятилетий нынешние промышленные центры, для которых характерна низкая стоимость производства, утратят свое сравнительное преимущество в производстве изделий. Основанная на цифровых технологиях 3D-печать сделает ненужной перевозку многих промышленных изделий, а возможно, даже приведет к исчезновению логистики или ее превращению в «экономику материалов», основанную на стандартизованных цепочках поставок расходных материалов для принтеров. Перемещение цифровых объектов может осуществляться почти бесплатно, хотя необходимо учитывать тот факт, что нефть служит основой множества расходных материалов, используемых при 3D-печати.

Один из главных недостатков сегодняшних интернет-магазинов и поставщиков заключается в том, что покупателям приходится ждать доставки, обычно осуществляемой через традиционные почтовые системы, то есть они не в состоянии потрогать заказ или испытать его функциональность до непосредственного приобретения товара. Таким образом, персональное производство способно было бы заменить или увеличить изготовление многих потребительских товаров благодаря таким инновациям, как печать сверхтонких слоев и появление устройств, предлагающих печать с использованием сразу нескольких материалов. Самые передовые на сегодняшний день устройства позволяют осуществлять печать из стали и титана, и с их помощью производились готовые детали для болидов Формулы-1, мотоциклов и самолетов.

Изделия более не будут зависеть от факторов, связанных с их доставкой: цифровые модели, созданные любым человеком, окажутся доступными для использования и смогут вызывать широкий интерес или же останутся невостребованными – в зависимости от качества их разработки. Набор изделий более не будет диктоваться промышленный элитой, а энергия не будет расходоваться на поставку физических объектов на рынок посредством дорогостоящих транспортных каналов. Передача людям контроля над тем, что они могут производить, означает, что они будут в состоянии получать желаемое, а благодаря коллективным усилиям предлагаемые модели будут быстро совершенствоваться (Sells 2009: 173).

Независимо от того, какая именно технология 3D-печати возобладает, остается вопрос сырья и расходных материалов для подобных принтеров, их производства и перевозки. На настоящий момент список проверенных в работе расходных материалов включает в себя нейлон, пластик, смолу, углероды, стекло, нержавеющую сталь, песчаник и титан. Вполне вероятно, что в качестве расходных материалов будут использованы многие другие виды сырья и существующую инфраструктуру придется модернизировать, хотя во многих случаях сырье можно было бы перерабатывать на местных предприятиях, предназначенных для его очистки. По мере того как поставщики для розничных точек торговли и рынки будут переключаться с создания, хранения и продажи множества промышленных товаров на работу с расходными материалами, может возникнуть сырьевая лихорадка, связанная с конкурентной борьбой компаний в сфере их производства и продажи. Вполне возможно, что корпорации примут на вооружение бизнес-модели, которые позволят им производить смолу, пластик, металлы, нейлон и даже пищевые продукты и контролировать их продажу. При этом данные материалы вполне могли бы предлагаться в стандартных картриджах, возможно, схожих – хотя и больших по размеру – с теми, что используются в сегодняшних струйных принтерах.

Одно из значимых направлений в этой области – обеспечение замкнутого цикла: сломанные или ненужные изделия, созданные с помощью 3D-печати, утилизуются промышленным способом и превращаются в расходные материалы. Специалисты McKinsey & Company и яхтсменка Эллен Макартур высказываются в поддержку 3D-печати в своем докладе о возможностях «экономики замкнутого цикла», который был представлен в 2012 г. на Всемирном экономическом форуме в Давосе (Ellen MacArthur Foundation 2012). Дэвид Флэндерс, поборник технологического развития и блоггер из Лондона, поясняет идею следующим образом: «Представьте себе, что я распечатал пару ботинок для вашего ребенка. Ваш ребенок растет – как и любой другой. Вы берете эти ботинки и пропускаете их через шредер, а шредер превращает их в пластик» (цит. по: BBC News 2010; Ricca-Smith 2011). На настоящий момент уже существуют предпосылки для переработки материалов и печати для личного пользования в домашних условиях. Сегодня порошки и прочие композитные расходные материалы производятся из переработанной стекольной муки и запатентованных смол; ряд компаний, например Z Corporation, производят для своих принтеров собственные расходные материалы в виде «безопасного, экологически чистого» порошка. Одно из решений, которое позволяет нам идти в направлении создания экономики замкнутого цикла, – использование устройства, известного как «рециклбот» и предназначенного для переработки ненужного пластика, включая изготовленные с помощью 3D-печати объекты, в расходные материалы, которые затем могут быть применены для печати новых изделий в домашних условиях. Это устройство подходит для использования 3D-принтерами марки Makerbot (Peels 2011).