Вопросы о 3д-печати
Оригинал взят у 3device_ru в Вопросы о 3д-печати
Originally published at 3Device.ru. You can comment here or there.
Причем тут нанотехнологии?
Формально, конечно же, непричем. В нашей стране слово “нанотехнологии” обычно понимается как “машины, инструменты и материалы, имеющие размеры и разрешения исчисляемые в нанометрах”, и скорее выглядят как методика распила госбюджета или псевдомаркетинга чем что-либо еще. Первое, что было закуплено по поводу национального нанотехнологического проекта - старая производственная линия для нанометрового процесса производства микросхем.
Однако, нанотехнология является давнишним предметом не только фантастических, но и научных размышлений - собственно, в фантастике она появилась не раньше, а позже чем в науке. С самых времен изобретения бакминстерфуллеренов, молекул углерода-40 и углерода-60, существовали идеи и проекты создания на их основе наномеханизмов.
Перспективы таких наномеханизмов огромны, потому что они смогут манипулировать предметами на молекулярном уровне, подменяя химические процессы управляемыми механическими процессами. А единственный эффективный способ их изготовления - другие такие же наномеханизмы. При этом, достаточно сделать один, сколь угодно неэффективным способом! После этого, стоимость их упадет практически до стоимости сажи благодаря геометрической прогрессии, а вместе с ней, упадет и стоимость всего что с помощью таких микромашин можно будет создать. Смысл массового производства как мы его знаем почти полностью исчезнет. Это, конечно же, перспектива относительно отдаленного будущего, но лично я планирую до нее дожить, и вам рекомендую.
Трехмерная печать, с социологической точки зрения - технология-прототип такой универсальной нанотехнологии. Именно на ее широком внедрении, которое, конечно же, случится гораздо раньше, мы впервые почувствуем и увидим в первом приближении те социально-экономические эффекты, которыми нам грозит широкое внедрение нанотехнологии - уравнивание в правах материальных и нематериальных объектов. Именно в этом и мой социологический научный интерес.
Кому нужна такая низкая точность изготовления? Баловство все это.
А кому нужны персональные компьютеры? В 1975 году, когда был выпущен Altair 8800, программу в который надо было вбивать при помощи тумблеров на передней панели, даже его производители не рассчитывали продать более восьмисот штук за несколько лет. Но они захлебнулись в заказах в первый же месяц.
Конечно, репрапоиды - все еще не “фабрика на столе”, а лишь один из множества инструментов для такой фабрики необходимых. Персональным компьютерам потребовалось пять лет чтобы дорасти от Altair 8800 до состояния офисной пишущей машинки… а затем еще десять до состояния, когда компьютер является ядром студии звукозаписи, и еще пять - до состояния универсального инструмента, на котором мы теперь делаем вообще все. Лично меня точность в районе десятых долей миллиметра особенно не напрягает - меня больше напрягает необходимость орудовать инструментом крупнее надфиля. Всякому инструменту свое место, и всякий инструмент начинается с примитивных и несовершенных - зато дешевых и простых - прототипов…
Существует повторяющийся уже много лет и совершенно естественный круговорот инноваций в обществе, примеров которого я могу назвать превеликое множество на протяжении всего XX века:
Инновации применения технологии легче всего возникают не в научной среде и не в корпоративной, их могут себе позволить только тысячи и сотни тысяч любителей, осуществляющие поиск во всех направлениях одновременно. Существованию радиосвязи, мобильной связи, персональных компьютеров и многого другого, мы обязаны в первую очередь этому круговороту. “Любитель” и “Бизнес” не обязательно сущности различные и противопоставленные друг другу, скорее даже наоборот, следующее поколение бизнесменов, развивающих очередной технологический прорыв, в основном набирается из рядов все тех же любителей. Могу порекомендовать отличный фильм Pirates of Silicon Valley, в котором популярно рассказывается история Apple и Microsoft, и откуда взялись их основатели - очень поучительно.
В общем, тем, кому надо чтобы готовый продукт получался по нажатию одной кнопки с допусками меньше чем у фрезерного станка с ЧПУ, надо подождать еще лет пять-восемь. Тех, кому надо прямо щас, прошу к нам в президиум согласно классическому анекдоту. Время вскочить на этот поезд и занять самые лучшие места у вас все еще есть.
Все, что можно распечатать таким образом, недолговечно и не имеет достаточных потребительских качеств.
Мы этого тоже поначалу всерьез опасались. Когда мы поняли что не в состоянии разбить сантиметровый кубик даже молотком со всей дури, этот вопрос отпал, и остался в области мифов трехмерной печати.
Миф обязан своему существованию ранним технологиям порошковой печати, которые действительно производили хрупкие, недолговечные предметы. Даже порошковые технологии эту проблему уже преодолели. Волоконные же системы сразу могли делать детали не менее прочные чем исходный материал, и напечатать, к примеру, скейтборд, можно уже давно - а на скейтборд нехилые нагрузки, скажу я вам.
То, что поверхность ребристая, и изобилует заусенцами, влияет на потребительские качества отнюдь не во всех случаях, как уже было сказано выше… ну а от заусенцев мы еще избавимся со временем, это вопрос калибровки софта. Существуют, разумеется, свои нюансы - например, прочностные характеристики изделия при такой технологии неоднородны, прочность на растяжение естественным образом гораздо выше по волокну чем поперек. Но точно такие же свойства имеют и многие другие материалы - например такой популярный, как дерево. Так что эти тонкости нужно просто учитывать, и все.
В конце концов, не кофе латте же на нем печатать, действительно.
В домашних условиях невозможно изготовление достаточно точной механики!
Достаточно того, что в продаже имеются доступные детали - гайки, трубки, и прочая, уже изготовленные с помощью точной механики. Никто же не собирается воспроизводить в домашних условиях весь техпроцесс начиная с выплавки руды. К тому же механические допуски влияют на свойства волоконного принтера гораздо меньше, чем можно предположить, они скорее определяют максимальную скорость, при которой он будет работать стабильно, чем качество изготовляемых предметов. Основным камнем преткновения оказалась вовсе не механика, а физические свойства пластика, зависящие от множества известных и неизвестных переменных.
Гораздо большие проблемы доставит попытка изготовить в домашних условиях замкнутую камеру для контроля за максимальным количеством известных переменных, обеспечение работы всех механизмов в условиях повышенной температуры, и изучение деформаций и адгезии. Вы в курсе, что механизмов прилипания одних предметов к другим существует аж шесть штук разных, и какие из них имеют место в каждом конкретном случае известно далеко не всегда? Вот и я тоже не был в курсе.
В двумерной печати, борьба за постоянство результатов отняла десятилетия. Даже сейчас, когда я хочу, к примеру, распечатать на струйнике фотографию, устраивающие меня результаты часто выходят далеко не с первой попытки, потому что текущее состояние чернил, бумаги и окружающей среды непостоянно, а вроде бы, сколько лет прошло. Нас сейчас больше всего занимает именно эта проблема - каким образом можно гарантировать, что печать удастся вне зависимости от того, какой именно сорт ABS достался нам сегодня, что деталь не оторвет, не изогнет, и что ее удастся потом оторвать от стола не повредив.
Крайне занятно, скажу я вам, эмпирические эксперименты а-ля Томас Эдисон и компания в отсутствие специальных знаний и внятной теории.
Зачем столько возни, проще же купить?
Да, конечно, мелкосерийные устройства в продаже есть, и их можно купить. И не дороже чем обошлись нам все исходные материалы и гора приобретенных инструментов. Но мы сделали это с нуля в первую очередь в экспериментальных соображениях. Как я уже говорил неоднократно, я не инженер. Вольф тоже. Я даже не программист. И я хорошо знаю радиус кривизны собственных рук и собственную лень. Тем не менее, мы его таки сделали, не заказав из-за бугра ни одного компонента. Более яркой демонстрации того, что технология проста по своей сути, и доступна каждому, кто готов приложить руки, я придумать не могу. Кроме того, это дало нам неоценимое понимание ее изнутри и возможность оценить ее перспективы и ожидаемое развитие более аргументированно, что было нужно в научных целях.
А вы уже купили? И как результаты? Оставив троллинг, должен сказать что существующие мелкосерийные аппараты, за исключением разве что Ultimaker, ничем фундаментально не лучше того чудовища что у нас получилось. На нем можно изготовить все их компоненты, с качеством не сильно хуже, чем могут это сделать они сами. Мы тщательно сравнивали фотографии. Аппараты с действительно превосходящим качеством - это те самые коммерческие динозавры, занимающие целый шкаф, стоящие как недешевый автомобиль, и которым предстоит та же самая судьба что и миникомпьютерам эпохи 70х.
Проще говоря, они тоже через некоторое время вымрут, оставив через десять лет на ландшафте автоматизированного производства дешевые персональные машины полного цикла с одной стороны и тяжелые станочные линии с другой - как сейчас мы наблюдаем мэйнфреймы iSeries и персональные компьютеры. Чаще всего, в одном и том же датацентре крупного банка.
Нет, но что вы будете на нем печатать, проще же купить?
Если вы все еще этого не поняли, то не поймете, пока не заведете себе такую же машину. Не от узости взглядов, а от того, что ощущение того, что можно сделать при помощи инструмента, дается лишь после того, как вы как следует с ним поиграетесь и почувствуете все его возможности на своей шкуре. Не забываем также про то, что при наличии молотка, каждая проблема начинает казаться гвоздем. Но давайте я изложу подробнее…
В общем, найду чего, поиграетесь - найдете и вы. Точно так же, как при помощи обычного принтера в домашних условиях вы печатаете в среднем не более нескольких документов в месяц, но когда принтера у вас нет вовсе, вы оказываетесь в очень неудобном положении, так и трехмерный принтер может оказаться абсолютно необходим лишь раз в месяц. Зато этот раз в месяц без него не обойтись. Вопрос только в цене, а цена будет постепенно падать.
Никто в здравом уме не говорит о вымирании массового производства как такового, или о том, что теперь все производство станет надомным. Этого мы не увидим до эпохи нанотехнологий по крайней мере. Но о том, что массовому производству придется во многих областях потесниться или перестроиться, говорить стоит однозначно, а вот как именно ему придется измениться - это уже научная статья, которую мы напишем в другой раз. И хотя на крупном промышленном производстве с устоявшимся производственным циклом такой аппарат может и не найти применения, это показатель не того, что он не имеет смысла, а того, что менять шило на мыло даже в лучших домах Европы не принято. Зато тем, у кого еще нет мыла, шило однозначно окажется предпочтительнее, особенно малому и среднему бизнесу. Особенно такое дешевое.
В общем, прорицаю киоски металлоремонта, где рядом со станком для изготовления ключей будет принтер для печати маленьких пластиковых деталей для всех желающих, от крышечек батарейных отсеков до шестеренок.
artpart.org
Originally published at 3Device.ru. You can comment here or there.
Причем тут нанотехнологии?
Формально, конечно же, непричем. В нашей стране слово “нанотехнологии” обычно понимается как “машины, инструменты и материалы, имеющие размеры и разрешения исчисляемые в нанометрах”, и скорее выглядят как методика распила госбюджета или псевдомаркетинга чем что-либо еще. Первое, что было закуплено по поводу национального нанотехнологического проекта - старая производственная линия для нанометрового процесса производства микросхем.
Однако, нанотехнология является давнишним предметом не только фантастических, но и научных размышлений - собственно, в фантастике она появилась не раньше, а позже чем в науке. С самых времен изобретения бакминстерфуллеренов, молекул углерода-40 и углерода-60, существовали идеи и проекты создания на их основе наномеханизмов.
Перспективы таких наномеханизмов огромны, потому что они смогут манипулировать предметами на молекулярном уровне, подменяя химические процессы управляемыми механическими процессами. А единственный эффективный способ их изготовления - другие такие же наномеханизмы. При этом, достаточно сделать один, сколь угодно неэффективным способом! После этого, стоимость их упадет практически до стоимости сажи благодаря геометрической прогрессии, а вместе с ней, упадет и стоимость всего что с помощью таких микромашин можно будет создать. Смысл массового производства как мы его знаем почти полностью исчезнет. Это, конечно же, перспектива относительно отдаленного будущего, но лично я планирую до нее дожить, и вам рекомендую.
Трехмерная печать, с социологической точки зрения - технология-прототип такой универсальной нанотехнологии. Именно на ее широком внедрении, которое, конечно же, случится гораздо раньше, мы впервые почувствуем и увидим в первом приближении те социально-экономические эффекты, которыми нам грозит широкое внедрение нанотехнологии - уравнивание в правах материальных и нематериальных объектов. Именно в этом и мой социологический научный интерес.
Кому нужна такая низкая точность изготовления? Баловство все это.
А кому нужны персональные компьютеры? В 1975 году, когда был выпущен Altair 8800, программу в который надо было вбивать при помощи тумблеров на передней панели, даже его производители не рассчитывали продать более восьмисот штук за несколько лет. Но они захлебнулись в заказах в первый же месяц.
Конечно, репрапоиды - все еще не “фабрика на столе”, а лишь один из множества инструментов для такой фабрики необходимых. Персональным компьютерам потребовалось пять лет чтобы дорасти от Altair 8800 до состояния офисной пишущей машинки… а затем еще десять до состояния, когда компьютер является ядром студии звукозаписи, и еще пять - до состояния универсального инструмента, на котором мы теперь делаем вообще все. Лично меня точность в районе десятых долей миллиметра особенно не напрягает - меня больше напрягает необходимость орудовать инструментом крупнее надфиля. Всякому инструменту свое место, и всякий инструмент начинается с примитивных и несовершенных - зато дешевых и простых - прототипов…
Существует повторяющийся уже много лет и совершенно естественный круговорот инноваций в обществе, примеров которого я могу назвать превеликое множество на протяжении всего XX века:
- Любитель открывает принцип, пользуясь ерундой, которую может приобрести в магазине, и делает прототип.
- Бизнес коммерциализирует принцип, порождая на его основе продукт народного потребления.
- Для обеспечения цикла жизни продукта, создается широко доступная ерунда, которую можно приобрести в магазине… что позволяет любителю начать цикл заново.
Инновации применения технологии легче всего возникают не в научной среде и не в корпоративной, их могут себе позволить только тысячи и сотни тысяч любителей, осуществляющие поиск во всех направлениях одновременно. Существованию радиосвязи, мобильной связи, персональных компьютеров и многого другого, мы обязаны в первую очередь этому круговороту. “Любитель” и “Бизнес” не обязательно сущности различные и противопоставленные друг другу, скорее даже наоборот, следующее поколение бизнесменов, развивающих очередной технологический прорыв, в основном набирается из рядов все тех же любителей. Могу порекомендовать отличный фильм Pirates of Silicon Valley, в котором популярно рассказывается история Apple и Microsoft, и откуда взялись их основатели - очень поучительно.
В общем, тем, кому надо чтобы готовый продукт получался по нажатию одной кнопки с допусками меньше чем у фрезерного станка с ЧПУ, надо подождать еще лет пять-восемь. Тех, кому надо прямо щас, прошу к нам в президиум согласно классическому анекдоту. Время вскочить на этот поезд и занять самые лучшие места у вас все еще есть.
Все, что можно распечатать таким образом, недолговечно и не имеет достаточных потребительских качеств.
Мы этого тоже поначалу всерьез опасались. Когда мы поняли что не в состоянии разбить сантиметровый кубик даже молотком со всей дури, этот вопрос отпал, и остался в области мифов трехмерной печати.
Миф обязан своему существованию ранним технологиям порошковой печати, которые действительно производили хрупкие, недолговечные предметы. Даже порошковые технологии эту проблему уже преодолели. Волоконные же системы сразу могли делать детали не менее прочные чем исходный материал, и напечатать, к примеру, скейтборд, можно уже давно - а на скейтборд нехилые нагрузки, скажу я вам.
То, что поверхность ребристая, и изобилует заусенцами, влияет на потребительские качества отнюдь не во всех случаях, как уже было сказано выше… ну а от заусенцев мы еще избавимся со временем, это вопрос калибровки софта. Существуют, разумеется, свои нюансы - например, прочностные характеристики изделия при такой технологии неоднородны, прочность на растяжение естественным образом гораздо выше по волокну чем поперек. Но точно такие же свойства имеют и многие другие материалы - например такой популярный, как дерево. Так что эти тонкости нужно просто учитывать, и все.
В конце концов, не кофе латте же на нем печатать, действительно.
В домашних условиях невозможно изготовление достаточно точной механики!
Достаточно того, что в продаже имеются доступные детали - гайки, трубки, и прочая, уже изготовленные с помощью точной механики. Никто же не собирается воспроизводить в домашних условиях весь техпроцесс начиная с выплавки руды. К тому же механические допуски влияют на свойства волоконного принтера гораздо меньше, чем можно предположить, они скорее определяют максимальную скорость, при которой он будет работать стабильно, чем качество изготовляемых предметов. Основным камнем преткновения оказалась вовсе не механика, а физические свойства пластика, зависящие от множества известных и неизвестных переменных.
Гораздо большие проблемы доставит попытка изготовить в домашних условиях замкнутую камеру для контроля за максимальным количеством известных переменных, обеспечение работы всех механизмов в условиях повышенной температуры, и изучение деформаций и адгезии. Вы в курсе, что механизмов прилипания одних предметов к другим существует аж шесть штук разных, и какие из них имеют место в каждом конкретном случае известно далеко не всегда? Вот и я тоже не был в курсе.
В двумерной печати, борьба за постоянство результатов отняла десятилетия. Даже сейчас, когда я хочу, к примеру, распечатать на струйнике фотографию, устраивающие меня результаты часто выходят далеко не с первой попытки, потому что текущее состояние чернил, бумаги и окружающей среды непостоянно, а вроде бы, сколько лет прошло. Нас сейчас больше всего занимает именно эта проблема - каким образом можно гарантировать, что печать удастся вне зависимости от того, какой именно сорт ABS достался нам сегодня, что деталь не оторвет, не изогнет, и что ее удастся потом оторвать от стола не повредив.
Крайне занятно, скажу я вам, эмпирические эксперименты а-ля Томас Эдисон и компания в отсутствие специальных знаний и внятной теории.
Зачем столько возни, проще же купить?
Да, конечно, мелкосерийные устройства в продаже есть, и их можно купить. И не дороже чем обошлись нам все исходные материалы и гора приобретенных инструментов. Но мы сделали это с нуля в первую очередь в экспериментальных соображениях. Как я уже говорил неоднократно, я не инженер. Вольф тоже. Я даже не программист. И я хорошо знаю радиус кривизны собственных рук и собственную лень. Тем не менее, мы его таки сделали, не заказав из-за бугра ни одного компонента. Более яркой демонстрации того, что технология проста по своей сути, и доступна каждому, кто готов приложить руки, я придумать не могу. Кроме того, это дало нам неоценимое понимание ее изнутри и возможность оценить ее перспективы и ожидаемое развитие более аргументированно, что было нужно в научных целях.
А вы уже купили? И как результаты? Оставив троллинг, должен сказать что существующие мелкосерийные аппараты, за исключением разве что Ultimaker, ничем фундаментально не лучше того чудовища что у нас получилось. На нем можно изготовить все их компоненты, с качеством не сильно хуже, чем могут это сделать они сами. Мы тщательно сравнивали фотографии. Аппараты с действительно превосходящим качеством - это те самые коммерческие динозавры, занимающие целый шкаф, стоящие как недешевый автомобиль, и которым предстоит та же самая судьба что и миникомпьютерам эпохи 70х.
Проще говоря, они тоже через некоторое время вымрут, оставив через десять лет на ландшафте автоматизированного производства дешевые персональные машины полного цикла с одной стороны и тяжелые станочные линии с другой - как сейчас мы наблюдаем мэйнфреймы iSeries и персональные компьютеры. Чаще всего, в одном и том же датацентре крупного банка.
Нет, но что вы будете на нем печатать, проще же купить?
Если вы все еще этого не поняли, то не поймете, пока не заведете себе такую же машину. Не от узости взглядов, а от того, что ощущение того, что можно сделать при помощи инструмента, дается лишь после того, как вы как следует с ним поиграетесь и почувствуете все его возможности на своей шкуре. Не забываем также про то, что при наличии молотка, каждая проблема начинает казаться гвоздем. Но давайте я изложу подробнее…
- Массово существуют предметы, которые купить просто нельзя, например предметы различных видов искусства, сама ценность которых в том что их много не бывает. Или предметы, которым требуется удовлетворить очень специфическим требованиям, не существующим ни у кого другого… Многие моделисты, или представители других хобби, уже говорят о том что им пригодится даже Мёбель, что уж говорить об устройстве посерьезнее.
- Не менее массово существуют предметы, купить которые затруднительно, несмотря на то, что они массово производятся. Отец, например, вынужден был купить новую газонокосилку из-за поломки небольшой пластиковой детали, восстановить которую обычными методами, то бишь просто сваркой, не удалось, а добыть можно только из другой такой же газонокосилки. Сколько таких мертвяков у меня по всему дому я даже не берусь подсчитывать.
- Некоторые предметы проще напечатать, чем искать или покупать, и судя по фактическому расходу пластика, никак не дороже. Это Мёбель печатает свисток за три часа. Рассчетное время на ременной машине - тридцать минут. Пуговицы от пижамы оторвались, я их тоже напечатал - искать подходящие было ломы.
- Тот же свисток показателен тем, что после того как его модель была впервые опубликована, он был в течение нескольких часов распечатан по всему миру, от Новой Зеландии до Великобритании. Никакая служба доставки этого на сегодняшний день обеспечить не в состоянии. В некотором смысле, это и есть передача материальных предметов по Интернету, не так ли?
В общем, найду чего, поиграетесь - найдете и вы. Точно так же, как при помощи обычного принтера в домашних условиях вы печатаете в среднем не более нескольких документов в месяц, но когда принтера у вас нет вовсе, вы оказываетесь в очень неудобном положении, так и трехмерный принтер может оказаться абсолютно необходим лишь раз в месяц. Зато этот раз в месяц без него не обойтись. Вопрос только в цене, а цена будет постепенно падать.
Никто в здравом уме не говорит о вымирании массового производства как такового, или о том, что теперь все производство станет надомным. Этого мы не увидим до эпохи нанотехнологий по крайней мере. Но о том, что массовому производству придется во многих областях потесниться или перестроиться, говорить стоит однозначно, а вот как именно ему придется измениться - это уже научная статья, которую мы напишем в другой раз. И хотя на крупном промышленном производстве с устоявшимся производственным циклом такой аппарат может и не найти применения, это показатель не того, что он не имеет смысла, а того, что менять шило на мыло даже в лучших домах Европы не принято. Зато тем, у кого еще нет мыла, шило однозначно окажется предпочтительнее, особенно малому и среднему бизнесу. Особенно такое дешевое.
В общем, прорицаю киоски металлоремонта, где рядом со станком для изготовления ключей будет принтер для печати маленьких пластиковых деталей для всех желающих, от крышечек батарейных отсеков до шестеренок.
artpart.org