Nauka

Drukarze marzeń

Druk 3D zmienia świat

Michał Frączek i Andrzej Pawlikowski, założyciele krakowskiej firmy specjalizującej się w druku 3D. Michał Frączek i Andrzej Pawlikowski, założyciele krakowskiej firmy specjalizującej się w druku 3D. Paweł Ulatowski / Polityka
Czy za 20–30 lat większość potrzebnych nam do życia przedmiotów wytworzymy sami w domu, zamiast kupować je w sklepie? Mejkersi, którzy próbują to robić, już tu są.
Abstrakcyjny projekt wydrukowany w technice 3D.Ye Pingfan/Xinhua/Photoshot./BEW Abstrakcyjny projekt wydrukowany w technice 3D.
Buty  wydrukowane w 3D.Jane Mingay/Rex Features/EAST NEWS Buty wydrukowane w 3D.
Druk 3D można wykorzystać do projektowania i tworzenia przedmiotów codziennego użytku, na przykład lamp.AN Druk 3D można wykorzystać do projektowania i tworzenia przedmiotów codziennego użytku, na przykład lamp.
Amerykańska firma MakerBot chce robić drukarki 3D nie tylko dla pasjonatów i inżynierów.AN Amerykańska firma MakerBot chce robić drukarki 3D nie tylko dla pasjonatów i inżynierów.

Won J. Heo, 30-latek z Seulu, na co dzień pracuje w centrali LG Electronics. Jako jeden z szefów zespołu projektowego odpowiada za wygląd pralek, lodówek i innych sprzętów wychodzących z fabryk koreańskiego koncernu. Po pracy Won z pasją zajmuje się artystycznym designem i muzyką jazzową. Na skrzyżowaniu tych zainteresowań narodził się instrument, który nazwał Wave (ang. fala) – cylindryczny kształt, wyposażony w nadajnik ultradźwiękowy oraz procesor, który wykrywa odległość dłoni od urządzenia i na tej podstawie zmienia brzmienie emitowanego dźwięku. Granie na Wave polega na wykonywaniu skomplikowanych gestów nad instrumentem i przypomina magiczne, szamańskie sztuczki.

Na razie Wave istnieje jako prototyp, który widziało jedynie grono najbliższych znajomych. Projekt instrumentu powstał w komputerze Wona, a następnie został wyprodukowany za pomocą drukarki 3D. To urządzenie przypomina zwykłą drukarkę laserową, ale zamiast czarnego proszku tonera nakłada – warstwami o grubości ułamka milimetra – niezwykle wytrzymały plastik. I zamiast drukować jedynie na kartce papieru, robi to w przestrzeni – głowica porusza się we wszystkich trzech wymiarach. Wygląda to tak, jakby „z niczego” na podstawce urządzenia powoli rodził się nowy przedmiot.

Na razie to nic rewolucyjnego – takie drukarki od lat stoją np. w wielu studiach architektonicznych. Pracują na podstawie matematycznie rozpisanych, trójwymiarowych modeli w plikach CAD (projektanci wykorzystują je w pracy równie często, jak autorzy tekstów dokumenty Word). Ale ceny sprzętu do druku 3D w ostatnich dwóch latach spadły kilkunastokrotnie. Najtańsze modele to dziś wydatek 2–3 tys. zł (zestaw do samodzielnego montażu), zaawansowane, takie jak produkty amerykańskiej firmy MakerBot, kosztują 6–7 tys. zł. Kilogram materiału – można z niego wyprodukować sporo przedmiotów, bo większość ma wewnątrz konstrukcję szkieletową – to wydatek do 100 zł.

Minifabryka w każdym domu? Tak zaczyna się rewolucja.

Przejedzie walec

Po co kupować w sklepie zestaw Lego, skoro projekty poszczególnych elementów można ściągnąć z sieci (właśnie wygasają patenty na niektóre z nich) i zrobić w domu? Tak się akurat składa, że większość drukarek 3D korzysta z tego samego plastiku ABS, co producent słynnych duńskich klocków. Kto będzie kupował ubranka dla dziewczęcych laleczek Polly Pocket, skoro w kwadrans wypalimy je z silikonu? Wazon? Doniczka? Uchwyt na prysznic? Pudełko na drugie śniadanie? Forma na fikuśne kostki lodu?

Producenci zabawek i akcesoriów plastikowych będą pierwszymi, po których technologia domowego druku 3D przejedzie jak walec. Ale to dopiero początek. Dla wszystkich branż zajmujących się wytwarzaniem rzeczy będzie to taki sam wstrząs, jakim dla branży medialnej i kulturalnej stała się cyfryzacja treści, a dla handlu – e-handel.

Musieliście kiedyś kupić nowe żelazko, bo zepsuł się idiotyczny przełącznik – dziwnym trafem we wszystkich modelach zawsze ten sam – a koszt naprawy w autoryzowanym serwisie czynił całą operację nieopłacalną? Za kilka lat ściągniecie jego schemat z „chomika dla projektów”, wydrukujecie w 3D, sami naprawicie. Za chwilę pojawią się drukarki, które będą umiały „wtapiać” w przedmioty układy scalone, co pozwoli włączać do nich elektronikę (np. tanie procesory Arduino).

Inżynierowie z uniwersytetu Południowej Kalifornii opracowali olbrzymią ramę z wtryskarką, która w 20 godzin „wypluje” na fundamencie piętrowy dom. A samodzielna produkcja samochodów, których cyfrową „mapę” ściągniemy z sieci? Samochody Jamesa Bonda, które uległy zniszczeniu w filmie „Skyfall”, nie były – jak w dotychczasowych częściach serii – specjalnymi egzemplarzami zamówionymi w wytwórni Aston Martin, ale ich idealnymi kopiami z drukarek 3D. Tak było taniej.

„Nadchodzi nowa rewolucja przemysłowa” – twierdzi Chris Anderson, wpływowy szef miesięcznika „Wired” i guru wyznawców technologii. W swej najnowszej książce „Makers: The New Industrial Revolution” Anderson opisuje zdobywający błyskawiczną popularność w USA ruch tzw. makersów (od ang. make – tworzyć, wytwarzać; nazwę ich dalej mejkersami). To ludzie wykorzystujący sterowane komputerowo narzędzia, by zaatakować ostatni bastion, który pozostał jeszcze względnie „analogowy” – przemysł produkcyjny. Z całą właściwą dla Internetu otwartością, łatwością kopiowania, tempem innowacyjności. Nie oglądając się na to, co oferują im wielkie korporacje, sami tworzą potrzebne im do życia przedmioty. I podbijają rynek.

Zrób to sam

Pierwsza rewolucja przemysłowa to maszyna parowa, napędzane nią krosna i przemysł włókienniczy Manchesteru. Druga rewolucja – trwa do dziś – zaczęła się narodzinami linii montażowej i masowego Forda T. Najlepsze produkty – według dzisiejszej korporacyjnej definicji – to te chronione patentami, tłoczone w milionach, jak najbardziej zuniformizowane, co obniża koszty, ale sprzedawane jak najdrożej, co maksymalizuje zysk. Tak działa Apple, tak działa Samsung.

Trzecia rewolucja przemysłowa – zdaniem mejkersów – będzie polegać na odwróceniu tego procesu: rozproszeniu produkcji, zastąpieniu klonów unikalnością i innowacyjnością nielicznych arcydzieł. „Wytwarzanie nowych produktów przestanie być przywilejem nielicznych, a staje się szansą dla wielu” – pisze Anderson. Jego zdaniem nadchodzą czasy (w wielu aspektach to właściwie powrót do korzeni), gdy wybitna jednostka, wynalazca, będzie jednocześnie producentem i zajmie się – przynajmniej w pierwszej fazie – marketingiem i sprzedażą.

Za przedsiębiorcą XXI w. staną cyfrowe siły wsparcia: nieograniczona wiedza zawarta w Internecie, miliony gotowych projektów oraz współpraca z innymi użytkownikami sieci (np. na thingiverse.com). Sprzedaż będzie łatwa dzięki oprogramowaniu do tworzenia własnych sklepów internetowych i serwisom aukcyjnym, takim jak eBay czy Etsy.com (specjalizowana platforma do sprzedaży rzeczy unikatowych, artystycznych i współczesnego rękodzieła), które dają dostęp do globalnego rynku zbytu. To nie jest tylko teoria – w 2011 r. na Etsy sprzedano towary o wartości 500 mln dol. W tym roku ta wartość ma się podwoić.

Obróbka skrawaniem

Ruch mejkersów to dziś na świecie kilkaset tysięcy hobbystów skupionych na forach internetowych i blogach, a w „realu” wokół około tysiąca tak zwanych mejkerstref (ang. makerspace), nazywanych też Fab Labami. To warsztaty XXI w., gdzie za niewielką opłatą można skorzystać z drukarek 3D, wycinarek i obrabiarek laserowych czy sterowanej komputerowo minilakierni.

W USA pojawiła się sieć warsztatów TechShop, w której członkowie opłacają miesięczny abonament, podobnie jak np. na siłowni. To miejsca, do których fanatycy nowej technologii ściągają, aby dzielić się pomysłami i doświadczeniami, współpracować albo po prostu napić się kawy, piwa czy pograć w gry wideo.

Trudno się tu nie dopatrzyć podobieństwa do amatorskiego klubu komputerowego (Homebrew Computer Club), z którego spotkań w latach 1975–86 na przedmieściach San Francisco narodziła się potęga dzisiejszej Doliny Krzemowej – stałymi gośćmi byli tam wtedy m.in. Bill Gates i Steve Jobs, a sporo uczestników zasiliło potem szeregi kadry zarządzającej Microsoftu i Apple’a.

Administracja prezydenta Obamy odrobiła tę lekcję historii i w najbliższych czterech latach sfinansuje wyposażenie tysiąca amerykańskich szkół w warsztaty do druku 3D, aby prowadzić lekcje ZPT na miarę XXI w. Co znamienne – projekt pilotuje DARPA, rządowa agencja, która cztery dekady wcześniej odegrała kluczową rolę w narodzinach Internetu. W Tokio w kilkunastu punktach można stanąć przed skanerem 3D, aby po chwili otrzymać wyplutą z plastiku figurkę… samego siebie. Publiczne mejkerstrefy otwarte dla wszystkich budują również Szanghaj i miasta w Skandynawii. A w Polsce?

Marksowi się nie śniło

Sami mejkersi twierdzą, że dziś nad Wisłą jest ich nie więcej niż 2–3 tys. – Głównie studenci politechnik, wzornictwa przemysłowego, akademii sztuk pięknych – mówi Mateusz Graś, jeden z autorów bloga 3d-spot.pl. Od kilku miesięcy w Krakowie działa Materialination, firma oferująca usługi druku 3D oraz zajmująca się jego promocją. – Polska społeczność na tle Europy jest bardzo aktywna – mówi Michał Frączek z Materialination. Jego zdaniem Polacy mają otwarte głowy, chętnie adaptują nowinki technologiczne, czego dowodem sukces serwisów aukcyjnych, smartfonów czy swego czasu komunikatora Skype – bardzo u nas popularnych. No i mamy w sobie „gen zaradności”, naturalną skłonność do kombinowania, więc jeśli tylko będziemy mogli coś sobie sami zrobić, zamiast to kupować, na pewno się przyjmie.

Takie odruchy popierają zresztą ideowcy, którzy szybko podłączyli się pod ruch mejkersów (tu znów widać podobieństwo do rodzącej się pół wieku temu epoki komputerów osobistych). Marksiści na przykład uznali druk 3D za ostateczne przekazanie narzędzi produkcji w ręce mas. „Sposób działania fabryk w XXI w. będzie całkowicie odmienny od tego, który znamy z XX w. Dziś mamy strukturę pionową, w której kilkadziesiąt korporacji wdraża innowacje, a potem wpycha je na rynek. W przyszłości produkcja rozproszy się na setki tysięcy mikroprzedsiębiorców, zarówno profesjonalistów, jak i genialnych samouków”przekonuje w swej książce Anderson.

Eric Reis, przedsiębiorca z Doliny Krzemowej, autor książki „The Lean Startup”, pisze nawet, że Marks się mylił, mówiąc o własności środków produkcji: „W przyszłości będzie to najwyżej ich wynajmowanie, na godziny i minuty, w pobliskim Fab Labie”. Niektórym śnią się rozrzucone po mieście punkty ksero 3D, w których w kilka minut skopiować można dowolny przedmiot.

Miliony fabryczek i butików XXI w. będzie sprzedawało swe produkty poprzez e-dystrybucję. Produkowało lokalnie, docierając globalnie. Zamiast konkurować na rynku masowym, gdzie faworyzowane są zamówienia idące w miliony sztuk i tania siła robocza, będą przebijać się pomysłem i innowacją. Będą szukały swoich nisz, tworzyły kultowe mikromarki. Zamiast produktów dla wszystkich – rynek masowy na produkty niszowe, trafiające do tych odbiorców, którzy będą chcieli zapłacić więcej za pomysł, design, styl i jakość (to tak zwana renta mejkerska).

Prorocy ruchu mejkerskiego widzą w nim szansę na odrodzenie gospodarek zamożnego Zachodu, który już dawno utracił zdolność wytwarzania przedmiotów, zlecając je w Chinach, Wietnamie czy Laosie. Skoro nie da się konkurować ceną pracownika, trzeba postawić na innowacje. A to będzie w cenie w XXI w.

Oko proroka

Wizja nowej rewolucji przemysłowej wywołanej przez masowe upowszechnienie się druku 3D ma oczywiście licznych krytyków. Główny zarzut to brak możliwości zastosowania ekonomii skali – wydrukowanie setnego kubka z wzorkiem kosztuje dokładnie tyle, ile pierwszego. Co gorsza – trwa długo. Skomplikowane przedmioty na razie są drukowane godzinami, przydomowe fabryczki są po prostu mało efektywne. Koszt ich wyposażenia w kilkanaście urządzeń (patrz ramka) jest mimo wszystko wciąż przygnębiająco wysoki. A wykorzystywane materiały to głównie drewno i plastik (jak np. wytwarzać elementy stalowe, aluminiowe, kompozytowe?). Nawet jeśli uznamy, że – jak w każdej technologii – działa tu prawo Moore’a, czyli możliwości będą podwajać się w równych odstępach czasu, a koszt technologii dążyć do zera – wciąż minie 10–20 lat, zanim drukarki 3D znajdą się w tylu domach, w ilu dziś stoją zwykłe drukarki atramentowe czy laserowe.

Co robić z odpadami poprodukcyjnymi? Co wreszcie z tymi, którzy nie mają zacięcia technicznego, nie chcą ślęczeć godzinami w warsztacie, w pyle i charakterystycznym zapachu zapiekanego plastiku? Modelowanie 3D to wciąż elitarna umiejętność, której uczą na niewielu kierunkach studiów technicznych. Nawet jeśli oprogramowanie będzie coraz inteligentniejsze i większość obliczeń wykona się sama, nawet jeśli możemy już dziś korzystać z setek tysięcy gotowych schematów umieszczonych w sieci, wciąż samodzielne zaprojektowanie skomplikowanej zabawki i wyprodukowanie jej w domu to zajęcie na kilka tygodni. Czy rzeczywiście wiele osób będzie chciało zajmować się wytwarzaniem przedmiotów w domu, skoro mogą je za pomocą kilku kliknięć kupić w sieci?

Takie wątpliwości można oczywiście mnożyć. Lecz za każdym razem, gdy Chris Anderson, apostoł nowej rewolucji przemysłowej, pisał nową książkę i lansował nową wizję – czy był to „długi ogon” produktów, na którym wyrosły potęgi księgarni Amazon i serwisów aukcyjnych, czy powszechnej sieciowej darmochy, która przewróciła do góry nogami m.in. biznes medialny – miał rację.

Zrób to sam

Co jest potrzebne, by w garażu założyć miniaturową fabrykę?

Komputer z dostępem do Internetu – to centrum sterowania, w nim projektujemy to, co potem zostanie stworzone. Sieć to dostęp do setek tysięcy gotowych wzorów oraz możliwość dzielenia się swymi pomysłami.

Drukarka 3D – wydrukuje w plastiku zaprojektowany przedmiot. W przyszłości również w metalu, złocie, szkle, a nawet… lukrze czy czekoladzie.

Frezarka CNC – sterowana komputerowo, wycina przedmioty z bryły materiału, dopieszcza krzywizny i otwory.

Laserowa wycinarka – do rzeźbienia wzorów na powierzchniach przedmiotów oraz wycinania płaskich elementów z arkuszy (np. blachy).

Skaner 3D – kilka lub kilkanaście kamer, które uchwycą obraz 3D pokazanego przedmiotu, a następnie przetworzą go na projekt na ekranie komputera.

Polityka 01.2013 (2889) z dnia 01.01.2013; Nauka; s. 95
Oryginalny tytuł tekstu: "Drukarze marzeń"
Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Społeczeństwo

Wojna państwa Marcinkiewiczów

Historia Izabeli i Kazimierza Marcinkiewiczów toczy się jak wieloodcinkowy serial. Ale to, co długo było celebrycką, plotkarską farsą, w najnowszych odsłonach nabiera cech greckiej tragedii. Spór byłego premiera z byłą żoną to przypadek rozwodu publicznego, z wykorzystaniem mediów oraz nowych instytucji prawnych.

Martyna Bunda
06.08.2019
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną