Нова промислова революція: чудовий новий світ 3D-друку

Ця технологія заслужила лише на один рядок у посланні президента США Барака Обами про стан справ у країні у лютому, але вона може змінити саму природу виробництва, баланс сил у світовій торгівлі, і, можливо, викликати нову промислову революцію.

Це те, що називають 3D-друком, про який Обама сказав, що він "має потенціал радикально змінити те, як ми виробляємо майже усе".

Так що ж таке 3D-друк?

Цей термін насправді є виразом, характерним для розмовної мови, для позначення процесу "аддитивного виробництва" – складання продуктів шляхом завантаження цифрових файлів у пам'ять машини, що накладає шари пластику, смол, кераміки, металу або інших матеріалів одні на одних.

Інженери та дизайнери автомобілебудівної та аерокосмічної галузей використовують цей процес вже протягом десятиліть для створення прототипів. Багато складних деталей, виготовлених за допомогою 3D-друку, встановлені на літаки, безпілотні літальні апарати та супутники.

І у медичній промисловості тривимірний друк так само використовують для створення протезів кульшового суглобу з титану або зубних імплантатів з кераміки.

Але так само, як це мало місце у комп'ютерній промисловості покоління тому, технологія 3D-друку швидко поширюється, а її вартість стрімко падає. А це означає, що те, що було колись доступним для кількох елітних галузей, швидко стає дедалі дешевшим та загально доступним.

Деякі 3D-принтери, наприклад, зараз продають лише за $1000.

Практично безмежні можливості

За словами Террі Волерса, президента американської компанії Wohlers Associates, піонера у галузі 3D-друку, можливості технології є практично безмежними.

"Вона створить так багато нових можливостей для нових компаній, так багато нових бізнес-моделей, стартапів, цілком нових видів продуктів, які були раніше дуже дорогими, або їх просто було неможливо виробити, – каже він. – Тож завдяки цій технології виникає цілий спектр дуже цікавих нових можливостей."

Технологія вже стає популярною у деяких нішевих галузях, зокрема, у виробництві фігурок, чохлів для смартфонів, торб та світильників.

Модельєри вдаються також до 3D-друку для виробництва біжутерії та одягу з використанням такого матеріалу, як нейлон.

Архітектори, тим часом, працюють над способами використання 3D-друку для виготовлення елементів будівель з бетону. Відбувається навіть змагання між тими архітекторами, що хочуть цілком збудувати будинок з елементів, які були виготовлені завдяки 3D-друку.

Дослідники шукають також способи, які дадуть їм змогу використовувати цю технологію для виготовлення частин тіла з біологічних матеріалів, як-от хрящів, кісток і шкіри.

Водночас, багато шкіл у Сполучених Штатах вже обладнані 3D-принтерами.

Як задовольнити особливі бажання споживачів

Wohlers Associates прогнозує, що галузь аддитивного виробництва у цілому світі буде оцінюватися до 2016 року у $3,1 млрд, а до 2020 року – у $5,2 млрд.

Футуролог Томас Фрей, директор DaVinci Institute у штаті Колорадо, вважає, що 3D-друк "вплине практично на всі аспекти життя суспільства" і дасть змогу виробникам дешево і ефективно підлаштовувати свої продукти для задоволення особливих бажань окремих споживачів.

"Якщо ви можете уявити, як виглядатиме прогулянка у крамницю з одягом у наступні кілька років, то спершу вам у ньому просканують тіло та передадуть зібрану інформацію у машину, що зможе надрукувати той одяг, який ви захочете, – каже він. – Таким чином, ви зможете обрати який завгодно крій, який завгодно колір, і вам відразу на місці надрукують цей предмет гардеробу. Йдеться не лише про одяг, йдеться також про взуття".

Хоча й наївне захоплення цією новою технологією є, звісно, дуже поширеним, сама вона могла б мати далекосяжні наслідки для світової економіки.

Багато хто вважає, що 3D-друк є шансом для розвинених економік відвоювати позиції у певних галузях промислового виробництва в країн, що розвиваються.

Лондонський економіст Джордж Маґнус припускає, що 3D-друк може "повернути конкурентну перевагу" у промисловому виробництві Сполученим Штатам, Західній Європі та Японії.

"Для чого виробляти щось у Китаї – та розв'язувати усі проблеми від зростання вартості робочої сили, управління і захисту інтелектуальної власності до витрат на перевезення сировини і готової продукції – коли ви можете робити все це набагато ближче до своїх ринків та клієнтів і ще набагато дешевше?" – каже він.

Завдяки 3D-друку більше не буде потреби будувати складні складальні лінії, щоб розпочати виробництво. Фабрики, що використовують цю технологію, потребують також менше робітників та матеріалів, знижуючи, таким чином, виробничі витрати.

Але не пишіть ще некрологи традиційному конвеєрному виробництву. Аддитивне виробництво також має свої обмеження, як стверджують деякі аналітики.

"Нині у загальному обсязі вироблених послуг і товарів частка товарів, виготовлених за технологією 3D-друку, становить менше 0,1% обсягу товарів, виготовлених традиційним способом", – каже Год Ліпсон, ад'юнкт-професор Корнельського університету (штат Нью-Йорк), співавтор книжки "Виготовлено: новий світ 3D-друку". Він вважає, що аддитивне виробництво ще "має пройти довгий шлях", перш ніж стане цілком банальним явищем.

3D-друк має сенс у виробництві високотехнологічної продуктів зі складною будовою, – стверджує Волерс. Але він є менш ефективним у виробництві простих товарів, які виготовляють у великих обсягах, зокрема, стадіонних сидінь та сміттєвих урн.

Вплив цієї технології позначиться також на робочій силі у розвинених західних країнах. Вона є набагато менш працемісткою, ніж традиційне конвеєрне виробництво, але, водночас, сама створює високотехнологічні робочі місця.

"Програмісти, дизайнери, інший ІТ-персонал, оператори машин та керівники – це необхідні мізки, ну а м'язи вже не будуть настільки потрібні", – вважає Маґнус.

Правові діри

Разом з поширенням технології 3D-друку неминуче виникатимуть важливі правові питання, зокрема, такі, що стосуватимуться інтелектуальної власності, авторського права та цивільної відповідальності.

"Якщо ви надрукуєте кермо, і воно трісне, хто буде у цьому винен? – запитує Ліпсон. – Дизайнер, виробник обладнання, чи виробник матеріалу, з якого це кермо надрукували? У цьому ланцюжку буде багато людей. Їхні обов'язки поки що незрозумілі".

Ліпсон додає, що ця технологія також не позбавлена небезпек. Він зазначає, наприклад, що існує можливість надрукувати для себе вогнепальну зброю.

"Це не буде вогнепальна зброя такого класу, як для військових. Це радше буде пластикова, одноразова зброя, з якої можна буде вистрілити лише кількома патронами, – каже він. – Але навіть це може заподіяти шкоду, особливо тій людині, що стріляє. І про це нам слід подумати".

У Техасі організація під назвою Defense Distributed вже має веб-сайт, з якого колекціонери можуть стягнути файли, необхідні для виробництва деталей для вогнепальної зброї на 3D-принтері.

Вона також опублікувала на YouTube відеоролики, на яких з рушниць ведуть вогонь патронами, виготовленими за допомогою 3D-друку.