Wędrując po jasno oświetlonych halach fabryki 3D Systems w Rock Hill, w Południowej Karolinie, patrzę na obiekty dziwne i cudowne. W pełni działająca gitara wykonana z nylonu. Paliczek żuchwy najeżony okropnie wyglądającymi zębami. Szkielet wieloryba. Pięciokolorowy, pełnowymiarowy prototyp buta na wysokim obcasie. Zabawkowe roboty. I coś, co wydaje się być twarzą ludzkiego płodu. „To zostało zrobione na podstawie zdjęcia USG” – mówi mi Cathy Lewis, szefowa marketingu firmy, wzruszając ramionami.
Z tej historii
Ta kolekcja obiektów ma jedną wspólną cechę: Wszystkie zostały „wydrukowane” przez maszyny, które podążając za instrukcjami z plików cyfrowych, łączą ze sobą warstwa po warstwie materiały – metale, ceramikę lub tworzywa sztuczne – aż do uzyskania charakterystycznego kształtu obiektu. Proces ten nazywany jest drukowaniem 3D (lub produkcją addytywną, w języku przemysłowym) i jeśli jeszcze o nim nie słyszałeś, to nie poświęcasz wystarczająco dużo uwagi dziesiątkom zapierających dech w piersiach wiadomości i blogom technologicznym – lub prezydentowi Barackowi Obamie, który oświadczył w swoim ostatnim orędziu o stanie państwa, że drukowanie 3D „ma potencjał, aby zrewolucjonizować sposób, w jaki wytwarzamy prawie wszystko.”
Choć wiele osób dopiero teraz słyszy o tej technologii, inżynierowie i projektanci używają dużych i drogich drukarek 3-D od prawie trzech dekad, tworząc szybkie prototypy części dla firm z branży lotniczej i kosmicznej, obronnej i motoryzacyjnej. Jednak z biegiem lat oprogramowanie do projektowania cyfrowego dojrzało, skanery stały się wszechobecne, a niedrogie drukarki biurkowe znalazły się w zasięgu początkujących przedsiębiorców, szkół i domowych majsterkowiczów. Technolodzy szumnie głoszą, że druk 3D zdemokratyzuje projektowanie i uwolni nas od hegemonii masowej produkcji.
Ale to, że czyjeś pomysły mogą nabrać kształtu, niekoniecznie oznacza, że powinny – pojęcie to uderzyło mnie w lobby 3D Systems, gdzie widziałem półkę za półką tego, czego niektórzy ludzie bardzo starają się nie opisywać jako taniego plastikowego badziewia: jaskrawo kolorowe miniaturowe wazony, futerały na telefony, biżuterię, lalki i, nieuchronnie, czaszki. (Na jednej stronie internetowej poświęconej wymianie plików 3D znalazłam 101 wzorów pierścionków i wisiorków z czaszkami). Twórca tych lobbystycznych drobiazgów? The Cube, wyprodukowany przez 3D Systems.
„To jest nasza strategia konsumencka”, wyjaśnia mi Lewis, wskazując na grupę różowych, turkusowych i limonkowo-zielonych drukarek. Cubes są wielkości ekspresu do kawy, błyszczące i gładkie, posiadają wyłącznik, port do podłączenia pendrive’a i cenę 1 299 dolarów. Cubes tworzy obiekty poprzez proces wytłaczania materiału, w którym głowica drukująca umieszcza i układa cienkie warstwy roztopionego plastiku na platformie. Proces rozpoczyna się, gdy użytkownicy załadują swój cyfrowy projekt do Cube, którego oprogramowanie pomaga im skalować model w górę lub w dół i automatycznie dodaje konstrukcje wsporcze, jeśli są potrzebne. (Podpory są wykonane z tego samego tworzywa, z którego maszyna drukuje, i odskakują). Następnie Cube „kroi” cyfrowy obiekt na poziome warstwy o grubości mikronów, tworząc wzór, który głowica drukująca będzie śledzić, poruszając się w osiach x i y.
Cube może tworzyć obiekty w 16 różnych kolorach, ale może drukować tylko jeden kolor na raz (nie ma przełączania wkładów w połowie drukowania). Aby stworzyć robota-zabawkę lub pierścień z czaszką w więcej niż jednym kolorze podczas jednego wydruku, będziesz potrzebował CubeX Duo, który kosztuje ponad dwa razy więcej, ale posiada dwa wkłady drukujące, które automatycznie wyłączają i włączają kolory – wielki krok naprzód w oczach miłośników drukowania na biurku.
Prawdopodobnie wyczuwając moją ambiwalencję w stosunku do tego urządzenia, Lewis prowadzi mnie do pokoju produkcyjnego o szklanych ścianach, aby zobaczyć wielkie działa firmy: zestaw maszyn wielkości lodówki, z przodu z małymi oknami i otoczony monitorami, klawiaturami i procesorami. Nad głowami wiją się kable elektryczne, wszechobecne są odkurzacze warsztatowe, a podłoga jest śliska od sproszkowanego nylonu. Mrużąc oczy i osłaniając je przed odblaskami, spoglądam przez małe okienko maszyny do stereolitografii, w której kadź wypełniona światłoczułym polimerem jest wielokrotnie uderzana laserem, co wywołuje reakcję chemiczną powodującą utwardzenie cienkiej warstwy lepkiej, ciemnoniebieskiej cieczy. Mijają sekundy, błyskają poziome błyskawice i wycieraczka rozprowadza kolejną warstwę żywicy.
Każda warstwa ma grubość 50 mikronów, co jest równe jednej dwudziestej milimetra. (Im cieńsze warstwy, tym lepsza rozdzielczość i ostrzejsze szczegóły). Gotowy obiekt unosi się w górę, podczas gdy jego łoże konstrukcyjne, czyli platforma, opada. Co produkowała ta drukarka – która kosztowała 170 000 dolarów -? Lewis sięga do monitora i przypuszcza, że jest to biżuteria, pierścień o skomplikowanym wzorze. Zauważam, że to dużo maszyny do zrobienia bombki, ale Lewis zapewnia mnie, że technicy zazwyczaj budują więcej niż jedną bombkę naraz.
Pokazuje mi kolejną maszynę z oknem. Tym razem kadź wypełniona jest nie ciemnoniebieskim płynem, lecz białym sproszkowanym nylonem. Wycieraczka wygładza powierzchnię kadzi, na której laser lekko wytrawia kontury czterech pierścieni i miniaturowego bumerangu, stapiając ze sobą sproszkowany materiał (proces znany jako spiekanie). Wycieraczka ponownie macha, wymazując kształty, laser błyska i kolejna warstwa pierścieni oraz bumerang zostają spiekane. Monitor informuje nas, że ten projekt ma 4 cale wysokości po 26 godzinach spiekania, a przed nami jeszcze wiele godzin. Ujawnienie” nastąpi dopiero po wydobyciu nadmiaru proszku i ekshumacji produktu. Może to być dron, może to być odlew do bloku silnika. Lewis nie jest w stanie powiedzieć (na pewno nie jest to bumerang). Ale wie, że ta część będzie równie trwała, jak każda tradycyjnie produkowana część, którą zastępuje.
Moja wycieczka kończy się tam, gdzie się zaczęła, wśród plastikowych robotów i futerałów na telefony. W ciągu dwóch godzin, historia produkcji addytywnej przeszła przed moimi oczami, zaczynając od zastosowań technicznych, a kończąc na domach i biurach – nie inaczej niż trajektoria komputerów i drukarek laserowych. Dzięki możliwości powielania lub tworzenia takich obiektów na żądanie, mówi Dale Dougherty, wydawca magazynu Make – części rozwijającego się ruchu DIY „Maker Movement”, który przedkłada dostosowanie do potrzeb klienta nad towary – drukarka 3D to „Wal-Mart na wyciągnięcie ręki”
.