— Что еще она может делать? — спросил Грегор.- А что бы ты хотел? Тигренка? Карбюратор? Двадцатипятиваттную лампочку? Жевательную резинку? — Ты хочешь сказать — она может состряпать все что угодно? — Все что ни пожелаешь! Попробуй сам. Роберт Шекли. Необходимая вещь

MakerBot Replicator — настоящая домашняя фабрика
На лицо шершавые, с сотами внутри Напечатанные детали (1) выглядят как штампованные, но при более внимательном рассмотрении становится видна текстура внешнего слоя (2), характерная для метода печати пластиковыми нитями. Внутри же каждая деталь имеет сотовую структуру, которую, исходя из настроек заполнения, автоматически рассчитывает программа управления печатью (3). Мы использовали для плеч баллисты наполнение 50%, а для остальных деталей — 30%

Избалованные новинками технологии редакторы «Популярной механики» с изумлением в глазах следили за неспешной работой весьма скромного на вид аппарата. Внутри открытых взглядам с различных сторон фанерных рамок медленно, по полмиллиметра в минуту, рождалась трехмерная деталь, которая несколькими минутами раньше существовала только в памяти компьютера.

Не дикий, а домашний

«Популярная механика» уже писала о 3D-принтерах, которые в настоящее время широко применяются для быстрого изготовления прототипов в промышленности. В конструкторских бюро в основном используются дорогие профессиональные станки, работающие по методу селективного лазерного спекания порошкообразного полимера (Selective Laser Sintering, SLS), металлического порошка (Selective Laser Melting, SLM) или на полимеризации жидкого мономера под воздействием лазерного излучения (стереолитография, SLA). Подобные принтеры имеют достаточно высокую цену, и для более скромных масштабов обычно применяют струйную печать связующим веществом (клеем) по порошку (пластик или гипс) или печать нитями термопласта (Fused Deposition Modeling, FDM). Именно последняя технология, вполне вероятно, полностью изменит позиционирование подобных 3D-принтеров, сделав их не только принадлежностью отдельных КБ, но и совершенно привычным бытовым устройством. Сейчас само словосочетание «домашний 3D-принтер» может показаться довольно абсурдным, однако 30 лет назад даже эксперты в области микроэлектроники не могли предположить, что дома найдется столько задач и для персонального компьютера. MakerBot Replicator — один из представителей нового поколения 3D-принтеров, предназначенных для домашнего использования, чрезвычайно простой по конструкции. Многие из таких принтеров можно сделать самостоятельно из стандартных деталей: их чертежи доступны, и программное обеспечение имеет открытый код. Replicator, предоставленный нам на тестирование, внешне похож на самодельный (фанерная рама и довольно простые конструктивные решения), однако на самом деле он вполне фабричный и выпущен компанией MakerBot Industries.

Вселенная вещей

После скачивания и установки драйвера принтера и ПО мы оказались перед выбором модели для печати. Ее можно сконструировать в любом пакете 3D-моделирования (например, бесплатной программе Google SketchUp). Но мы решили проверить еще один интересный аспект, связанный с этим принтером. Дело в том, что существует огромное сообщество любителей, которые выкладывают уже проработанные модели, готовые для печати, на специальный сайт www.thingiverse.com. Сейчас на сайте выложено около 20 000 моделей — от простых геометрических форм до сложных сборных механизмов типа часов, и с каждым днем их число быстро растет. Мы выбрали игрушечную модель баллисты с плечами на канцелярских резинках в качестве торсионов, стреляющую карандашом на расстояние около 1 м и состоящую из десяти деталей. Тут нас поджидали первые проблемы: детали (особенно крупные) не желали надежно прилипать к покрытой тефлоном металлической платформе, несмотря на обезжиривание и подогрев до 90−100°С. В какой-то момент деталь из-за неравномерного охлаждения деформировалась и отлипала от платформы, так что процесс приходилось начинать с самого начала. Тем не менее, немного поэкспериментировав с настройками печати и местоположением детали на столе, мы справились с этой проблемой. В итоге перед печатью детали принтер сначала создавал на платформе сетчатую подложку, а уже поверх нее начинал печатать саму деталь.

Почти неотличимо

Сама печать выглядит завораживающе: головки экструдеров легкими штрихами наносят пластиковые нити на деталь, тихо «мурлыкая» при этом песенку, очень напоминающую разговор робота R2-D2 из «Звездных войн». Звуки издает электромеханика принтера (шаговые двигатели, подшипники и др.). 3D-печать — процесс небыстрый, даже при выставлении достаточно толстого слоя (0,27 мм) изготовление всех деталей заняло около пяти часов. Результат можно оценить как минимум на твердую четверку с плюсом. Детали выглядят вполне фабричными, хотя и с грубой внешней текстурой, но в нашем случае это не принципиально. Для «чистовой» печати толщину слоя можно уменьшить, чтобы проработать мелкие детали. Время печати увеличится, но тогда мало кто сможет отличить только что напечатанную по индивидуальному проекту деталь от изготовленной на фабрике.

Статья «Простая машина желаний» опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2012).