Кристина Манжула

Все, что вы хотели знать о 3D-печати, но боялись спросить


То, что еще вчера было научной фантастикой, в ближайшем будущем станет ощутимой реальностью, благодаря перспективным технологиям трехмерной печати и сканирования. Что представляет удивительный рынок 3D-принтинга сегодня? От печати прищепок для белья, чизбургера или бюста вашей бабули до прототипов сложных производственных машин, зданий, донорских органов и имплантов…


Немного теории


В самом общем виде трехмерная печать заключается в создании объемных моделей из многих сотен или даже тысяч слоев с помощью особого устройства - 3D-принтера. Макет для такой печати создается в CAD-программе, однако многие производители принтеров прилагают свое программное обеспечение к каждому устройству. Используются разные материалы: пластик, бумага, гипс, металл, а также биополимеры (стволовые клетки) и пищевые волокна. Существует несколько основных технологий печати, различающихся по типу материала и способу нанесения.

Самая старая и одна из самых распространенных – лазерная стереолитография (SLA). Преимущество здесь в том, что можно производить модели весьма крупных размеров – до 75 см в высоту, но это также очень дорогостоящий способ печати. Cреди производителей устройств данной технологии – Институт лазерных и информационных технологий РАН.

Технология лазерного спекания (SLS) в целом похожа на SLA, но имеет ряд преимуществ: хорошее соотношение скорости печати и качества модели и возможность печатать металлические формы.

Моделирование методом наплавления (FDM) – это послойная печать расплавленной полимерной нитью.  FDM-технология используется для производства выплавляемых моделей для литья металлов и для получения образцов изделий, по своим функциональным возможностям приближенных к серийным. Это, к тому же, самая доступная сегодня технология.  

MJM или метод многоструйного моделирования – способ, позволяющий получать модели с высокой точностью и детализацией. Технология струйного моделирования позволяет получить окрашенные и прозрачные модели с различными механическими свойствами. Это могут быть как мягкие, резиноподобные изделия, так и твёрдые, похожие на пластики.

Ламинирование листовых материалов, или LOM, предполагает изготовление 3D-моделей из бумажных листов при помощи ламинирования. Структура готового изделия похожа на древесную, но боится влаги.


3D-печать в России


На данный момент 3D-разработки, безусловно, - одно из самых перспективных направлений. Огромная привлекательность в том, что технологии создания объемных моделей по электронным чертежам открывают возможности в различных сферах – в медицине, производстве, строительстве, дизайне, а также просто в быту. Рынок 3D-принтинга подвижен, постоянно изменяется - качественно, количественно и финансово, и, конечно, нуждается в развитии и новых игроках.

Татьяна Румянцева, сооснователь онлайн сервиса 3D-печати Сan-touch.ru:

Перспективы 3D-печати так грандиозны, что они уходят далеко за горизонты человеческого сознания и растворяются в пространстве. Как показывают различные исследования, рынок 3D-печати растет экспоненциально, некоторые даже связывают это с третьей индустриальной революцией. Как и любое ноу-хау, 3D-печать со временем будет дешеветь и становится все доступнее для любого человека. Уже сейчас достаточно большой выбор технологий и материалов и, конечно, в этом направлении 3D-печать будет развиваться все активнее.

Конечно, российский рынок 3D печати сильно отстает от западного. В первую очередь это связано с высокой стоимостью приобретения оборудования из-за рубежа. Несмотря на то что дистрибьюция 3D-принтеров налаживается, нет полноценных дилеров, которые могут предоставлять сервис, поддержку и запчасти. Недостаточно специалистов по конкретным моделям техники и недостаточно местных разработок. К тому же, есть проблемы и в самих отдельных видах технологий: в скорости печати и качестве.


Леонид Куров, главный редактор интернет-журнала о 3D-печати 3DP:

Что касается России, то, конечно, в нашей стране эта отрасль только начинает развиваться. В то время как США и Европа занимаются разработками новых систем, созданием новых 3D-принтеров и 3D-сканеров, мы пока в основном продаем и перепродаем.
Профессиональные решения стоят баснословных денег, а домашние же 3D-принтеры не могут обеспечить хорошего качества печати. Но все это лишь вопрос времени. Впереди 2014 год: истекает срок патентов на многие технологии 3D-печати. И, возможно, будущий год будет богат на новинки в этой области. Я практически в этом уверен.

Однако и сейчас некоторые компании предоставляют услуги 3D-принтинга. Кроме того, многие могут позволить себе и домашний принтер, работающий по технологии FDM (моделирования методом наплавления). Эти устройства доступны, поскольку истекли сроки патентов на FDM, что привело к распространению дешевых аналогов, распространению OpenSourse-моделей и падению цен с нескольких тысяч долларов до сотен.

Эксперты пророчат «бум» в 2014 году, так как истекают патенты на самую дорогостоящую технологию – технологию лазерного спекания (SLS). По этой причине многие потенциальные игроки предпочитают выждать время.

Юлия Сараева, сооснователь LeninCraft  (услуги 3D-печати и сканирования):

В России 3D-печать развита «местами», как, впрочем, и на западе. Все это происходит из-за высокой стоимости оборудования. Многие планируют заняться бизнесом по использованию и продаже принтеров, но большинство отодвигают это решение на полтора - два года - когда их стоимость сильно упадет. Тогда они получат возможность снижать цены на изделия и окупать оборудование за более короткий срок.


Татьяна Румянцева, сооснователь онлайн-сервиса 3D-печати Сan-touch:

Домашними 3D-принтерами люди активно пользуются уже сейчас. Некоторые покупают готовые, а некоторые даже сами собирают. Все настольные принтеры работают по технологии FDM, которая уже многое может, но пока еще не способна показывать высокое качество печати. Например, технология MJM способна делать слой в 16 микрон. Ни одному домашнему принтеру это пока не под силу. Но, учитывая скорость развития технологий, уверенно можно сказать, что домашняя 3D-печать с каждым днем будет все более качественной и доступной.

Компания Can Touch предоставляет услуги 3D-печати «под ключ». Любой человек, не располагающий конкретным чертежом, может заказать изделие. Специалисты компании рисуют эскиз по описанию, делают 3D-модель и подбирают материал, который наилучшим образом подходит для печати модели. В основном это сувениры, арт и декор, а также прототипы, мастер-модели для литья. Однако компания планирует развиваться и располагает опытом даже в такой серьезной сфере, как медицина: например, сейчас специалисты занимаются разработкой протеза кисти для маленькой девочки.

Татьяна Румянцева, сооснователь онлайн-сервиса 3D-печати Сan-touch:

Конечно, мы не планируем останавливаться на этом, у нас есть идеи, в каком направлении развиваться. Сегодня пока рано говорить о долях рынка, его нужно сначала сформировать. Все, кто работает в сфере 3D-печати, так или иначе вносят свой вклад в популяризацию этой темы, а она действительно требует просветительской работы. По этой причине мы считаем, что у нас нет конкурентов на рынке, мы все коллеги, все работаем на развитие этого рынка, который находится на начальной стадии своего становления.

Еще один интересный игрок – проект LeninCraft. Они изготавливают сувенирную продукцию и инженерные модели, но их преимущество – технология непосредственного сканирования с объекта, коим вполне может быть и человек. Это почти то же самое, что фотографирование, но на выходе – 3D-модель, которую можно прокрутить, рассмотреть и, соответственно, напечатать с натуры. LeninCraft изготавливает скульптуры и фигурки людей. Недавно проект представил выставку 3D-бюстов известных в интернете людей, таких как Артемий Лебедев, Максим Кононенко, Антон Носик, Руслан Усачев и т. д. Также они сотрудничают с музеями, помогая с помощью 3D-сканирования восстанавливать или воспроизводить копии реликвий. Благодаря этой услуге LeninCraft чисто теоретически может держаться и без печати.

Команда LeninCraft сканирует Артема Лебедева.

Юлия Сараева, сооснователь LeninCraft  (услуги 3D-печати и сканирования):

Сейчас мы занимаемся b2c-сектором - это сувенирная продукция, изготовление копий людей. При этом мы принимаем заказы как на сканирование (у нас есть даже услуга 3D-портрет сотрудника), так и на полный пакет - сканирование и печать. Другое направление, которое мы сейчас активно развиваем, - это сканирование музейных ценностей и предоставление своих услуг рекламным агентствам. Последние приглашают нас на мероприятия. Представьте: вы пришли на конференцию, отсканировались, и, во-первых, получили свое объемное изображение, которым можно поделиться в соцсетях, а к концу события еще и готовую фигурку - отличный сувенир для офиса. Объем рынка раскрывать не будем, но в наших планах уделить большее внимание b2b-сектору, который мы считаем очень многообещающим.

Сервис 3Dprintus обещает сделать доступным производство изделий из различных материалов (от пластика до металла) с любым тиражом. Пользователи могут создавать на платформе желаемую модель, размещать заказы на печать и получать готовые образцы в нужном количестве за несколько дней. Модели можно выбирать из каталога или загружать свои. 

Особенность сервиса в том, что он хочет помочь заработать дизайнерам и 3D-моделлерам. Дизайнеры и моделлеры могут разместить свои модели в каталоге и установить либо фиксированную стоимость за их использование, либо % за каждое напечатанное изделие.

Константин Иванов, CEO 3DPrintus:

Рынок 3D-печати существует не первый и даже не пятый год. Большие корпорации вроде Boeing и Audi используют 3D-печать, а точнее, прототипирование изделий с помощью аддитивных технологий, уже довольно давно. Множество промышленных дизайнеров используют в своей работе 3D-печать постоянно. Иначе говоря, b2b-рынок услуг по прототипированию существует, и это не новинка.
Мы же сейчас смотрим и являемся участником становления b2c-рынка услуг 3D-печати, где каждому частному клиенту не составит труда использовать возможности 3D-принтинга для решения своих задач. И вот это уже действительно очень перспективный массовый рынок, который мы старательно формируем и в России.
Самое главное для развития и становления рынка сейчас — это, во-первых, создание (а также обучение и мотивация) сообщества 3D-дизайнеров и промышленных дизайнеров, которые имеют возможность профессионально создавать модели для печати. Во-вторых, это простой "интерфейс" доступа к 3D-печати каждого клиента. И, конечно, это снижение стоимости.
Я убежден, что в ближайшие пару лет мы существенно продвинемся в этих направлениях! С нашей помощью появится рынок дизайнеров, онлайн-платформа с простыми конструкторами создания моделей без дизайнеров, а также множество материалов и публикаций.
Я очень оптимистично смотрю на будущее этого рынка и уверен, что 3D-печать станет обычным явлением, как полиграфия: за сложными и качественными вещами люди будут обращаться на онлайн-сервисы, простые же смогут распечатать дома.

В России есть еще один инфраструктурный игрок - это проект 3DMarket. Это агрегатор производителей 3D-печати. Производителя можно найти по местоположению или цене - и сразу заказать печать онлайн. Владельцы 3D-принтеров (домашних или промышленных) могут зарегистрироваться, указать свою цену за печать и получать заказы. На 3DMarket также есть каталог бесплатных моделей для 3D-принтеров. Основатели проекта заявляют, что карта производителей пополняется несколькими новыми отметками каждый день.

Павел, соавтор 3DMarket:

Я считаю, что скорое удешевление 3D-печати даст сильный толчок развитию роботостроения и всего, что касается создания новых устройств - всё больше идей увидят свет, будучи быстро реализованными в прототипах. Домашний 3D-принтер просто незаменим в робототехнике, конструировании, создании прототипов, поэтому скоро он будет находиться на столе у каждого конструктора-любителя, не говоря уже о дизайн-студиях и конструкторских бюро.
Ведущий аналитик из фирмы Wohlers Associates говорит, что среди всех напечатанных изделий уже почти 30% - непосредственно используются в готовом устройстве. И это очевидно, ведь 3D-печать экономит много средств при производстве сложных или уникальных деталей. Сейчас это в основном напечатанные из металла детали самолетов и космических кораблей, но когда-нибудь дело дойдет и до потребительских товаров.

На российском рынке 3D-печати работает несколько поставщиков импортного оборудования, среди них дистрибьютор 3D Systems - компания «Три Д формат» и дистрибьютор Stratasys - фирма Jetcom. За пределами Москвы также есть компании, занимающиеся реализацией подобного оборудования. Например, Triton-Group предлагает системы быстрого прототипирования в Екатеринбурге.

Кроме бизнеса в сфере сервиса и импорта техники, российский рынок все же может похвастаться рядом местных производителей. Первым является зеленоградское «СКБ Кипарис», которое сумело наладить выпуск принтеров еще 2 года назад, получив грант в 1,2 млн рублей от РосНано. Тогда их первые принтеры продавались по 50 тысяч рублей. Умельцы из Нижнего Тагила открыли проект RepRap-Russia и создали свою модификацию принтера «Хамелеон», заказать который можно через сайт за 37500р. Кроме того, заявляют о стартапах и новые изобретатели. Например, команда из Уфы представила на Techstart Russia 3D-принтер прочных металлических деталей. Другой проект, разыскивающий инвестора, - многоцветный 3D-принтер от компании ООО «Эксит».


3D печать в мире


Сферы применения 3D-печати, современные разработки и уже существующие проекты поражают воображение. Несмотря на то что больше всего распространен и активен сейчас потребительский рынок, наиболее перспективна 3D-печать в таких сферах, как медицина, промышленность, строительство и архитектура.

Промышленные принтеры могут работать в крупных габаритах и с высокопрочными материалами, что, безусловно, может сделать производство выгодным, быстрым и точным.

Удивляют разработки в строительстве.  Исследователи научились печатать и небольшие конструкции вроде отдельных строительных блоков, так и полноразмерные конструкции. Например, недавно был продемонстрирован проект «Чудесная лавочка», изготовленная из материала в 95% прочности бетона.

Инженеры из Южной Калифорнии придумали систему 3D-печати Contour Crafting для работы с крупногабаритными объектами, работающую по принципу строительного крана, который возводит стены из слоёв бетона. Такой 3D-принтер может возвести двухэтажный дом всего лишь за 20 часов.

Разработчики часто заявляют об удивительных проектах в медицине. Например, недавно 17-летний школьник из Колорадо спроектировал чертежи для изготовления роботизированных протезов рук на домашних 3D-принтерах, себестоимость которых в разы меньше, чем у аналогичных присутствующих на рынке. А ученые из США воссоздали сердце крысы, которое после имплантации подопытному животному успешно функционировало. Известна история про несчастного орлана, который по вине браконьеров лишился клюва. 3D-принтер смог воспроизвести точную копию клюва, а врачи установили протез птице.

Всё чаще 3D-принтеры используют в протезировании и стоматологии, так как трёхмерная печать позволяет получить протезы и коронки значительно быстрее классической технологии производства.

3D-печать революционна в мелкосерийном производстве. Многообещающий проект - RepRap –  принтер, который не только печатает модели из пластика, но и производит 50% деталей собственного устройства (остальные детали довольно распространены). То есть можно развить целую китайскую фабрику из одной машины…

3D-технологии могут пригодиться и… на кухне. Довольно распространены и популярны пищевые 3D-принтеры. По сути, пищевой 3D-принтер - это кухонный прибор, работающий, как струйный принтер, но вместо красок в картриджах– пищевые ингридиенты. Шоколад, например, отличный материал для объемной печати. С помощью 3D-принтинга кулинары создают настоящие съедобные произведения искусства.

Кроме шоколада, пищевые принтеры используют и другие ингредиенты. Существует масса приборов, в программе которых заложены рецепты. Например, лазерный принтер Foodini от разработчиков из Барселоны, может печатать/готовить чизбургеры и равиоли. Пищевые 3D-принтеры наиболее эффективны в космосе, так как облегчают задачу астронавтам и позволяют разнообразить меню. Так, например, NASA вложила $125 тысяч в разработку принтера, печатающего пиццу.

Безусловно, далеко пойдет 3D-печать в таких креативных сферах, как мода, дизайн и маркетинг. Некоторые дизайнеры занимаются производством «печатной» одежды и обуви. Технология позволяет использовать несколько различных материалов, что обеспечивает прочность и эластичность. В производстве обуви – учёт индивидуальных особенностей владельца, включая размер и форму. Не так давно голландский модельер Айрис Ван Херпен представила коллекцию «Напряжение», все модели которой были созданы при помощи 3D-печати. Коллекция была показана на Неделе высокой моды в Париже.

Возможно, что в ближайшем будущем мы сможем создавать сами или скачивать и распечатывать себе оригинальные луки непосредственно перед выходом в свет! Также 3D-технологии облегчают задачу ювелирам, которым необходимы восковые прототипы для изготовления украшений.

3D-технологии стали эффективным маркетинговым инструментом, которым пользуются такие компании, как Coca-Cola, VW, Nokia. Например, Coca-Cola предложила потребителям создать их собственную цифровую мини-версию через мобильное приложение, а затем внимательно ухаживать за ней, как за Тамагочи. Несколько человек выиграли поездку на завод Coca-Cola, где им предложили воплотить свою мини-версию, используя 3D-печать.

Volkswagen Polo и DDB Copenhagen превратили покупателей в дизайнеров автомобилей. Кампания The Polo Principle приглашала людей через сайт поуправлять 3D-принтером автопроизводителя - тем, который использовали для создания настоящей модели Polo - чтобы создать собственный дизайн автомобиля. Сорок самых креативных идей были напечатаны на 3D-принтере и представлены на выставке.

Активно используется 3D-печать в дизайне, архитектуре, скульптуре и изобразительном искусстве. Многокрасочная печать с хорошей детализацией позволяет изготавливать различные дизайнерские предметы и макеты зданий для архитекторов. На стыке дизайна и рекламы: изготовление макетов упаковок, бутылок и флаконов для демонстрации заказчику.

Новые горизонты для вышеперечисленных сфер открывают устройства, которые говорят решительное «нет» законам гравитации. Возможно, вы уже наслышаны о таком невероятном изобретении, как 3D-ручка, которая позволяет рисовать трехмерные объекты прямо в воздухе. Стоимость чудо-ручки на Kickstarter составляет $75. Интересно, что всего за несколько часов проект 3Doodler собрал необходимые $30 тыс.

Существует и «антигравитационный принтер», созданный нашим соотечественником Петром Новиковым и его сербским коллегой Сашей Йокичем в Институте передовых архитектурных технологий Каталонии. Устройство Mataerial способно создавать трехмерные подвесные конструкции на любой нестандартной поверхности или вообще без нее. Благодаря инновационной технологии экструзии принтер не нуждается в поддерживающем материале. Наблюдать за изящной работой Mataerial – все равно, что видеть магию.

Mataerial Introduction from Mataerial on Vimeo.


3D-принтер появится в космосе уже в следующем году. Это совместный проект NASA Marshall и калифорнийской компании Made in Space.Если какой-либо инструмент ломается или пропадает в открытом пространстве, астронавтам часто приходится ждать месяцами до следующей партии материалов с Земли. Теперь они смогут использовать 3D-принтер.

Made in Space уже опробовала некоторые виды 3D-принтеров во время полетов на самолетах, которые попадают в условия микрогравитации. Следующий шаг - длительные исследования на борту космической станции. Уроки, извлеченные из изпользования принтеров в условиях невесомости, будут применяться на Земле. В частности, на удаленных военных постах и подводных лодках.


Еще одна революционная разработка в сфере объемной печати, которой занимаются вооруженные силы США - технология 4D. Простыми словами, это печать объектов, которые могут трансформироваться со временем под воздействием воды, температуры и других факторов: из компактного размера в габаритный, например. Это может сослужить службу как в освоении космоса или создании умного снаряжения, адаптирующегося к любым условиям, так и, допустим, в моде – ткань, меняющая цвет.


Про инвестиционную привлекательность


Чтобы подвести итог, приводим несколько мнений экспертов о перспективах 3D-печати.

Михаил Демидов, частный инвестор:

По данным AngelList, на рынке 3D-печати сейчас не менее 114 стартапов и более 3000 инвесторов (это 15% всей базы AngelList) интересуются этим рынком. Тем не менее, если посмотреть на внутренний ранкинг самих стартапов, наиболее "сильных" на рынке около 20.
По оценкам стартапа ProtoExchange (выпускники инкубатора TechStars), строящего профессиональное коммьюнити 3D-печатников с площадкой по предоставлению услуг, рынок составляет около $2,2 млрд  и растет ежегодно на 28,6%, где каждый пользователь в среднем платит $400 за заказ - это вполне адекватные реальности цифры, хотя, по собственным ощущениям, рост сейчас около 33%, а емкость отрасли - 2,5-2,7 млрд долларов за счет краудфандинговых инициатив в этом направлении.
Инвестиционная привлекательность таких сервисов довольно высока - все проекты такого рода работают в основном в локальном формате, а не по всему миру, что дает возможность создать крупного игрока. Тем не менее, сдерживающие факторы тоже стоит принять во внимание - это ограниченное количество материалов, на которых производится 3D-печать, фрагментация технологий. Через два-три года рынок должен удвоиться, а через 4-5 - утроиться.

Александр Дресен, основатель Angie.co:

3D-печать является одной из прорывных технологий, которые изменяют сам способ создания и доставки продукта. Уже сегодня мелкие предметы, которые состоят из одного или нескольких материалов, могут быть легко напечатаны на недорогом домашнем 3D-принтере. Логично, что принтеры будут развиваться очень быстро, улучшать скорость и качество используемых материалов. Через несколько лет, раньше, чем большинство из вас думает, вы сможете запросто распечатать полнофункциональные продукты, одежду и даже еду. 3D-печать, в итоге, изменит общество, которое мы знаем.
Большие выходы будут у компаний, которые создают технологии 3D-печати, такие как Makerbot, и у открытых платформ для обмена CAD-моделями, как GrabCad.com.


Александр Брызгалов, генеральный директор «Кубка техноваций»:

По-моему, 3D-принтинг уже уходит из фокуса венчурных инвестиций и переходит в фазу проектного инвестирования. Считаю, что пришло время создавать различные потребительские сервисы на 3D-печати - персонализированные фигурки человека и/или домашних животных, инженерные поделки для дома и семьи, малосерийное производство чего-либо. Все технологические усовершенствования 3D-печати будут реализовывать их производители, это будет плодом их собственных конструкторcких бюро и/или покупки совсем малых стартапов с командами.
Открываются новый сегмент потребительского рынка!

comments powered by Disqus

Подпишитесь на рассылку RUSBASE

Мы будем вам писать только тогда, когда это действительно очень важно