Кто и как зарабатывает на 3D-печати

Готовы зарабатывать прямыми руками и 3D-принтером? Хорошо, но перед тем как нырнуть с бизнес с головой было бы неплохо разобраться как именно 3D-печать меняет облик окружающих нас отраслей, чтобы найти свою нишу. Давайте смотреть.

Рынок растет

От Bugatti до Adidas, 3D-печать внедряется в одну отрасль за другой, оказывая влияние не только на дизайнерские процессы, но и производственные. Развитию аддитивного рынка не помешала даже пандемия. Ситуация оказалась двоякой: с одной стороны, многие производители 3D-принтеров и расходных материалов понесли убытки из-за сниженного спроса, но уже в 2021 году отыгрались, так как из-за проблем с глобальной логистикой все больше предприятий стали прибегать к локализованному аддитивному производству комплектующих. Самое время присоединиться к тренду и грести деньги лопатой. Лопату, кстати, тоже можно напечатать.

Основные направления применения технологий 3D-печати — это прототипирование и аддитивное производство. В качестве инструмента прототипирования 3D-печать помогает повышать темпы разработки и доводки продуктов, а в качестве инструмента аддитивного производства позволяет изготавливать конечные изделия. Прототипирование с помощью 3D-печати значительно ускоряет работу дизайнеров, обеспечивая недорогими, функциональными прототипами предприятия самых разных масштабов. В производственных же целях 3D-печать используется для массовой кастомизации, производства по требованию и даже распределенного производства.

3D-печать везде, куда ни глянь

Как подсказывает подзаголовок, от 3D-печати не спрятаться, она уже повсюду. С другой стороны, темпы внедрения варьируются от отрасли к отрасли. 65% процентов применения аддитивных технологий приходятся на инженеров, работающих над созданием новых промышленных и потребительских продуктов.

Пример: три четверти американских и немецких автомобильных компаний, включая BMW, Ford, Volkswagen, Audi, Porsche, Mercedez-Benz и General Motors, уже активно используют технологии 3D-печати в массовом производстве оснастки, деталей и запасных частей. Но дело не ограничивается одними автомобилями: аддитивную лихорадку подхватила медицина, сервисная индустрия, архитекторы, художники и прочая, и прочая. И чем они занимаются, спросите вы? Сейчас покажем.

Строительство

3D-печать — новое слово в строительстве. «Офис будущего» — демонстрационный проект в Дубае, выполненный китайской компанией WinSun в 2016 году. Шесть метров в высоту, тридцать шесть в длину, двенадцать метров в ширину, плюс 50% к экономии на рабочей силе. На все про все, включая отделку и благоустройство — семнадцать дней. У эмиров большие планы: та же Саудовская Аравия намеревается построить полтора миллиона домов для решения жилищного кризиса,активно привлекая разработчиков строительных 3D-принтеров. Оно и понятно, ведь зарплаты у местных строителей высокие, а экономика должна быть экономной.

Дубайский 3D-печатный офис был лишь одним из первых звоночков, а теперь, спустя шесть лет, строительная 3D-печать ставится на поток такими компаниями как ICON, Apis Cor, COBOD, «АМТ-Спецавиа». На иллюстрации выше — серия домов для малоимущих, возведенных техасским предприятием ICON в родном Остине. Домики небольшие, всего тридцать семь квадратных метров каждый, но оснащены спальней, гостиной, полностью обустроенной кухней и санузлом.

А это один из проектов российской компании 3D4art: павильон с 3D-печатным бетонным котиком возведен на частном участке в Ярославле и служит летней кухней. 3D4art использует 3D-принтеры разработки местной компании «АМТ-Спецавиа», тоже занимающей строительством — параллельно с выпуском аддитивной техники. Сейчас «АМТ-Спецавиа» занята постройкой целого 3D-печатного поселка, всего планируется возвести двенадцать домов по индивидуальным проектам.

«С аппаратной точки зрения строительный 3D-принтер мало чем отличается от обычных, печатающих расплавленным пластиком. Это одни и те же станки с ЧПУ, только строительные 3D-принтеры больше размером. Однако, они позволяют реализовать любую фантазию архитектора: принтеру все равно, что печатать — простое прямоугольное здание или дом с лекальными фасадами, башенками и колоннами. И максимально автоматизировать процесс, благодаря чему время на строительство снижается в полтора раза по сравнению с традиционным», — рассказал генеральный директор компании «АМТ-Спецавиа» Александр Маслов.

Тканевая инженерия и органы

Печатать рабочие печенки пока еще никто не научился, но процесс идет. Так, компания Prellis Biologics трудится над методиками 3D-печати работоспособных органов, включая сердца, печени, почки и легкие, а российская компания 3D Bioprinting Solutions уже провела несколько экспериментов по биопечати в космосе.

Даже если технология пока не готова к 3D-печати органов для трансплантации, она уже приносит пользу, позволяя выращивать образцы живых тканей для токсикологических исследований при разработке новых фармацевтический препаратов, а также исследований методом лечения разных опасных заболеваний, например онкологических.

Автомобили и мотоциклы

Найти и купить четыреколесную классику не так уж и сложно, были бы деньги. Сложнее довести зачастую ржавую коллекцию уже не выпускаемых деталей до кондиции. Mercedes же нашел простое решение, предлагая владельцам старых автомобилей, включая легендарные купе 300 SL, 3D-печатные запчасти. Катайтесь на здоровье.

Российская студия Box3D пошла в немного другом направлении, занимаясь кастомизацией автомобилей и мотоциклов. В одних случаях компания сразу печатает детали на 3D-принтерах, используя прочные композиты, например филаменты семейства REC X-Line, в других — печатает мастер-модели из ПЭТГ, с которых снимаются матрицы, а по матрицам изготавливаются угле- или стеклопластиковые детали. На иллюстрации выше — один из примеров. Это кастомный мотоцикл Giotto 31 на базе Harley-Davidson V-Rod. Все пластиковые детали напечатаны из ПЭТГ с последующим армированием стекловолокном.

А это совсем экстремальный пример из США — гиперкар Czinger C21 с конструкцией из углепластиковых и 3D-печатных титановых деталей, изготовленных по технологии селективного лазерного сплавления металлических порошков (SLM). Машина оснащена гибридной силовой установкой на основе турбированного V-образного двигателя мощностью 925 л. с. с основным приводом на задние колеса и вспомогательным на передние. С нуля до ста километров в час Czinger C21 разгоняется всего за 1,9 секунды. В прошлом году опытный образец поставил новый рекорд круга на гоночной трассе Лагуна Сека и улучшил предыдущее лучшее время, показанное автомобилем McLaren Senna, на целых две секунды. Компания планирует выпустить всего восемьдесят таких автомобилей стоимостью около 1,7 миллиона долларов каждый.

Обувь и мода вообще

Рано или поздно наступит день, когда вы будете поутру надевать свеженапечатанные трусы. Думаете, это шутка? Возможно. Тем не менее, тот же бренд Adidas уже активно преследует идею массового распределенного аддитивного производства обуви. Каждому свой размер, своя форма, свой цвет, да еще и по месту жительства. Компания уже выпустила несколько моделей кроссовок с удобными и упругими 3D-печатными подошвами, изготовленными на скоростных фотополимерных 3D-принтерах производства компании Carbon.

Велосипеды

Это Arc Bicycle — 3D-печатный велосипед, сконструированный студентами Делфтского технического университета и изготовленный компанией MX3D. А дядя на велосипеде — министр экономики нидерландского королевства Хенк Камп, обкатавший новинку на выставке Innovation Expo в Амстердаме. Общеизвестный факт: голландцы любят 3D-принтеры и велосипеды. Особенно, когда 3D-принтеры печатают велосипеды, ибо идеальная синергия. Раму этого двухколесного транспортного средства напечатал промышленный многоосевой робот-манипулятор, наплавляющий металлическую проволоку.

А у этого электровелосипеда рама из углепластикового композита, но тоже 3D-печатная. Такие байки выпускаются под брендом Kimoa, основанным известным автогонщиком Фернандо Алонсо. Производством занимается калифорнийская компания Arevo, разработавшая специальный 3D-принтер: аддитивная система печатает комбинацией термопластов и непрерывных армирующих волокон.

Вместо термоблока за плавление полимера отвечает лазерный излучатель, а сразу после нанесения расплав и армирующая нить прессуются роликом, повышая изотропность. Благодаря многокоординатной системе позиционирования армирующие нити можно укладывать внахлест, а высокая энерговооруженность системы позволяет работать даже с тугоплавкими конструкционными термопластами, такими как полиэфирэфиркетон (PEEK).

Еда

Кто хочет вкусный тортик? Только тортики не простые, а изготовленные по замысловатым 3D-печатным формам. Придумала эти сладости бывший украинский архитектор, а ныне кондитер Динара Касько. Необычную форму торта удалось получить с помощью силиконовой формы, изготовленной по 3D-печатной мастер-модели. С 3D-моделированием в Grasshopper 3D Динаре помог приятель — украинский художник Андрей Павлов, занимающийся общим и архитектурным дизайном.

Мода

Вернемся к нашей одежде. Нидерландский дизайнер Анук Виппрехт знает, как безопаснее всего ездить в метро. Этот 3D-печатный «паучий» наряд не только подчеркивает фигуру, но и может растерзать любого, кто будет распускать руки. Мы вас предупредили. Но есть и другие варианты: заходите в таком платье в магазин, элегантно облокачиваетесь на прилавок и спрашиваете: «Сколько-сколько?» Скидка гарантирована.

А теперь в космос

Когда кто-то восторженно упоминает «космические технологии», они имеют в виду 3D-печать. Серьезно. Про 3D Bioprinting Solutions мы уже упоминали, но и NASA давно оценила возможности 3D-печати, эксплуатируя уже второй по счету FDM 3D-принтер на борту МКС и даже финансируя разработку 3D-принтеров для печати в открытом космосе. Российский «космический» 3D-принтер для печати полимерами (на иллюстрации выше) должен отправиться на МКС 3 июня 2022 года.

Ракеты и космические корабли той же SpaceX летают на 3D-печатных двигателях, а калифорнийский стартап Relativity Space уже готовится к запуску первой 3D-печатной орбитальной ракеты-носителя.

Relativity Space полагается на как минимум две технологии 3D-печати: например, двигатели изготавливаются по технологии селективного лазерного спекания с использованием промышленных 3D-принтеров немецкой компании Electro Optical Systems (EOS GmbH), а топливные баки печатаются аддитивной системой собственной разработки — роботизированным комплексом Stargate по гибридной технологии лазерно-плазменного наплавления сварочной проволоки. За счет использования роботов-манипуляторов система легко масштабируется вверх, позволяя создавать крупногабаритные изделия.

Первый полет опытной ракеты Terran 1 с массогабаритным макетом полезной нагрузки должен состояться в июне 2022 года. Стоимость одного запуска компания оценивает в двенадцать миллионов долларов, а время изготовления серийных образцов — всего в два месяца.

Архитектура

А я иду, шагаю по… 3D-печатному мосту. Не такой уж и нежданчик: 3D-печатные мосты возведены в Испании, Нидерландах и Китае. Это все железобетонные конструкции, хотя есть и пластиковые, а вот инженеры уже упомянутой нидерландской компании MXD3 сконструировали цельнометаллический стальной мост.

Мост установлен в центре Амстердама летом 2021 года. Церемония открытия вышла довольно забавной: Ее Величество королева Максима высочайше соблаговолила нажать на большую зеленую кнопку, тем самым милостиво отдав красную ленточку на растерзание вооруженному ножницами роботу-манипулятору. Почему такая честь выпала именно роботу, вполне понятно: роботы и выполнили основную часть физической работы, вооружившись сварочными аппаратами.

Эта технология 3D-печати называется аддитивным производством методом электродугового наплавления (Wire Arc Additive Manufacturing, сокращенно WAAM) и использует обычные сварочные проволоки, в этом случае стальную.

И еще раз про еду

Нидерландские инженеры из компании byFlow готовы напечатать вкусняшки любой формы, лишь бы исходный материал был в пастообразной форме. Эти ребята даже успели накормить австралийцев 3D-печатными мясными рулетиками.

Вариантов много, была бы фантазия. Спрос есть, а главная проблема заключается в том, что потенциальные заказчики зачастую сами не знают, что им нужны услуги печатников, не понимая возможности аддитивных технологий. И тут дело уже за вами — показывайте, рассказывайте, зарабатывайте. Только не печатайте биткоины. Серьезно, не прокатит.