Вокруг Света 2008 № 01 (2808) - [27]

  

С помощью фабберов можно создавать детали сложной формы — такие проблематично произвести на основе других технологий

Трехмерные принтеры

Но не стоит думать, что фабберы — это сугубо промышленное оборудование. Эти устройства отчетливо делятся на два класса. К первому, называемому иногда Rapid Manufacturing (системы быстрого производства), относят дорогие промышленные машины, о которых мы рассказали выше. Другой класс — Rapid Prototyping (системы быстрого прототипирования) — это небольшие, иногда настольные приборы, используемые в проектных отделах фирм для отработки дизайна и проведения моделирования в ходе конструкторских работ. Может такой цветной трехмерный принтер служить и другим задачам: создавать трехмерные модели молекул или медицинских имплантатов, строить наглядные представления результатов анализа механических и тепловых напряжений, и др. Специалисты уже считают подобные устройства стандартным инструментом в процессе разработки и совершенствования серийных промышленных изделий. Они позволяют в несколько раз сократить время и расходы на проектирование типичных бытовых приборов.

Наиболее активна на рынке устройств быстрого прототипирования американская Z Corporation. Ее 3D-принтеры вместо металла и лазеров оперируют нетоксичными порошковыми материалами на основе крахмала или гипса и водным связующим веществом. Узел печати разравнивает слой порошка толщиной от 0,076 до 0,254 миллиметра в зависимости от требуемой точности изготовления, а четыре 300-струйные печатающие головки (всего 1 200 форсунок) в соответствии с формой слоя наносят связующее вещество, склеивая частицы порошка друг с другом. Затем распределяется новый слой порошка, и процесс повторяется, пока деталь не будет напечатана полностью, после чего ее для повышения прочности и улучшения внешнего вида пропитывают воском, эпоксидной смолой, полиуретаном или различными клеевыми составами. Готовые изделия можно шлифовать, красить, сверлить. Z Corporation разработала даже специальный материал, позволяющий делать модели эластичными, как резина. Это сразу же заинтересовало предприятия, выпускающие обувь, гибкие трубы и другую эластомерную продукцию.

Последнее достижение Z Corporation — цветной трехмерный принтер Z450 размером с большой холодильник и весом 193 килограмма, который строит модели со скоростью 2—4 слоя в минуту, так что на изделие максимального размера 203х254х204 миллиметра уходит один рабочий день. Разрешение печати при этом составляет 300х450 точек на дюйм.

  

Рукоятка для дисковой пилы, изготовленная фаббером, может сразу использоваться в готовом изделии

Логистика будущего

Вообще разработка и потребительских товаров, и электроники уже несколько лет остается основной сферой применения фабберных систем. Об этом говорится в отчете исследовательской фирмы Wohlers Associates, которая в 2007 году обобщила данные о нескольких тысячах компаний, использующих фабрикаторы. Далее в порядке массовости применения следуют автомобильная и аэрокосмическая промышленность, медицина, производство вооружений и военной техники, индустриальное машиностроение.

Уже сегодня практически все сложные технические системы, создаваемые за рубежом, содержат комплектующие, выполненные по фабберной технологии. Например, в составе американского истребителя F-18 насчитывается более 80 деталей, изготовляемых фабрикаторами, а в процессе создания Международной космической станции их использовано более двухсот. Технология фабберов постоянно совершенствуется, в ней следует ожидать значительных прорывов, которые обеспечат появление изделий с принципиально новыми свойствами, а со временем их доля в объеме всей промышленной продукции может стать доминирующей.

Большое будущее ждет фабберные технологии и в рознично-офисном секторе. Это в первую очередь системы для мелкосерийного или штучного производства потребительских товаров в специализированных сервисных бюро. Речь может идти об изготовлении игрушек, наглядных пособий, бытовой, канцелярской и медицинской утвари, электронных устройств, запчастей к автомобилям и бытовой технике, бижутерии, сувениров, включая клонирование уникальных музейных экспонатов и антиквариата и т. п. Покупателям будущего не придется тратить время на блуждание по магазинам в поисках нужной вещи, достаточно будет через Интернет обратиться к услугам ближайшего сервисного бюро. С массовым выходом на такой уровень развития фабберные технологии получат невиданный расцвет — во многих секторах промышленности будут забыты кризисы перепроизводства, необходимость складирования готовой продукции, сильно упрощена логистика.

В пользу реалистичности описанного сценария говорит серьезная заинтересованность оборонных ведомств ряда стран в развитии подобных фабберных систем, которые могут существенно упростить тыловое обеспечение войск. Особенно активно финансируются эти исследования Военноморским флотом США, чье руководство рассматривает фабберы как важный фактор военной логистики будущего. Склад на авианосце занимает помещение размером этак с половину футбольного поля. Добрая половина его содержимого — это разного рода запчасти, которые могут понадобиться для ремонта в походе. Было бы куда эффективнее заменить их несколькими фабберами и контейнерами с разнообразным порошковым сырьем.