На ежегодной выставке Maker Faire были представлены самые разные вещи, начиная от роботов и кончая вязаными шарфами. Мы воспользовались возможностью посетить это мероприятие и особенно заинтересовались инновационными 3D-принтерами.

Вы умели паять, когда вам было семь лет? Как разобрать механические часы и сделать из них гоночную машину? Вы из тех, кто мог часами копаться в каталоге Estes Model Rockery (потому что у ракетного двигателя для моделей так много областей применения, не имеющих ничего общего с моделью ракеты)? Или вы хотели бы иметь пряжу с металлическими нитями, чтобы сделать из нее армию фантастических роботов?

Если так, значит, вы скорее всего читаете журнал Make Magazine (издательство O’Reilly Publishing), который предназначен для людей вроде вас (и меня) — посетителей выставки Maker Faire, собирающей тех, кто хочет перенести свои фантазии в материальную плоскость.

Maker Faire дает прекрасную возможность посмотреть, как технологии проникают в жизнь и (постепенно или внезапно) меняют природу различных направлений деятельности людей, а также позволяет подумать над тем, что это не такое уж новое явление. Размещение передовых станков с компьютерным управлением между современными швейными машинами может вызвать головную боль у сторонников традиционного маркетинга. Однако вы поймете смысл такой планировки, если вспомните, что ткацкое дело лежит в основе и промышленной революции, и кибернетики (жаккардовый ткацкий станок, по некоторым мнениям, был первой машиной с хранением программ, а его устройство для чтения перфокарт вдохновило Чарльза Бэббиджа на создание машины Analytical Engine).

В этом году на выставке были представлены самые разнообразные экспонаты, при этом основная площадь была отдана средствам автоматизации производства, роботам и электронике, текстильным машинам, самоходным средствам передвижения. Проходили демонстрации и анонсы продуктов.

Фабрика чудес

Спасибо закону Мура. Пару лет назад 3D-печать была чем-то далеким, о чем вы читали в журнале Scientific American. А теперь каждый может купить это устройство домой за 1500 долл. (или даже дешевле), поставить рядом с компьютером, запустить его шаговый двигатель и, наблюдать, как, выделяя крошечные кусочки расплавленного термопластика, 3D-принтер материализует трехмерные модели прямо из воздуха.

На площадке 3D Printer Village выставки Maker Faire любители показывали целый ряд моделей 3D-принтеров, размером примерно в лазерный принтер, способных создавать трехмерные объекты размером от 3 до 10 дюймов. Вместо того чтобы скрывать волшебство под темными покровами, современные 3D-принтеры выставляют электронику и механику на всеобщее обозрение, поэтому за процессом можно следить воочию. Три шаговых двигателя точно управляют положением производственной платформы (похожей на 3D-опорную площадку) в зависимости от местоположения фиксированной “головки принтера” — термального пресса для литья, который плавит цветную ленту из АБС-пластика и наносит крошечные кусочки и полоски на то, что находится на платформе под наконечником.

С помощью встроенной электроники и USB-интерфейса принтер подключается к ПК, на котором работает управляющее ПО с открытым кодом. Дополнительное ПО с открытым кодом используется для очистки файлов моделей в стандартном формате STL (для удаления скрытых записей и т. д.), разделения их на части, подходящие для послойного изготовления объектов и преобразования стандартного набора данных модели в команды принтера. Для создания печатных моделей можно использовать множество CAD- и 3D-приложений (включая бесплатную программу Google SketchUp). Готовые модели можно скачать через Интернет из репозиториев, число которых постоянно растет, или создать из набора 3D-данных, полученных из Google 3D Warehouse или других источников.

Процесс печати обеспечивает высокую точность моделирования и детализацию поверхностей, а твердый АБС-материал обладает достаточной прочностью для самых разных областей применения, начиная от изготовления твердотельных моделей и кончая созданием прототипов деталей.

Сейчас происходит революция в области настольных фабрик благодаря мощным программам с открытым кодом, достижениям в области электроники и механики, а также множеству мелких компаний и рабочих групп, создающих новые подходы и разрушающих старые. Все они используют набор инструментов с открытым кодом и пополняют его. В качестве примера можно привести знаменитую платформу Arduino с открытым кодом, построенную на базе платы и предназначенную для создания прототипов (она была модернизирована участниками сообщества, которые создали новую серию плат Sanguino, тоже с открытым кодом) и ReplicatorG — комплект ПО с открытым кодом для 3D-печати (предназначенный для управления компонентами класса Arduino).

На более высоком уровне большинство решений являются результатами работы проекта RepRap, который был запущен несколько лет назад для создания 3D-принтеров с возможностями самокопирования. Проект быстро прогрессирует. Уже появилось третье поколение устройств (Darwin, Mendel и теперь экспериментальное Huxley), а на самом переднем крае находятся разработки способные вместо термопластика наносить защитный слой (для трассировки печатных плат).

Если вам нужны детали для 3D-принтера RepRap, то имейте в виду, что в рамках этого проекта организована сеть владельцев таких устройств, которые могут сделать для вас большинство неэлектронных деталей. Чтобы собрать свой RepRap, нужно их соединить с помощью резьбовых шпилек, гаек и клея LocTite и установить платы Sanguino, встроенные программы, шаговые двигатели, механические части и пресс для выдавливания термопластика. Все это можно приобрести у многих поставщиков. Вы также можете купить у RepRap Central готовый набор деталей и целые принтеры RepRap, многие из которых включают компоненты, созданные с помощью лазера для повышения прочности и точности работы. Или для производства деталей для четвертого поколения RepRap.

Симбиоз и кооперативная конкуренция среди участников проекта позволяет технологии настольных фабрик развиваться феноменальными темпами. Одно это не идет ни в какое сравнение с тем, что произойдет, когда устройство копирования Brand X сможет создавать конкурирующие устройства (например, MakerBots сделает Mendel), строить свои расширенные или урезанные версии (Mendels сделает Huxley или наоборот) или в конце концов произведет своего преемника. Приближается переломная точка.