3D printeru apsolītais apvērsums
13/02/2013
3D printeri un to piedāvātas iespējas līdzās bezvadītāju automašīnām ir viena no pašlaik aktuālajām diskusiju un pļāpu tēmām starp dizaina un tehnoloģiju entuziastiem. Taisnības labad jāpiebilst, ka tehnoloģiju lauciņā šī tēma tiek apspriesta nopietnāk, bet dizainam veltītie mediji lielākoties publicē tikai atsevišķus stāstus no sērijas “Ko vien tik jocīgu nevar izprintēt trīs dimensiju formātā”. Optimisti sola, ka 3D printeri uz neatgriešanos mainīs pasauli un mūsu dzīvi un spēs piedāvāt leiputriju tepat zemes virsū ar debesmannas krastiem un piena ķīseļa upēm. Ak, jā, to visu, protams, katrs pats varēs izprintēt no sava personīgā 3D printera. Nu labi, slinkākie izvēlēšoties internetā sev tīkamo upes krasta veidolu, pielāgošot sev un tad pasūtīšot, lai kāds cits viņam izprintē visu gatavu un tieši tādu, kādu viņš vēlējies. Baumoja, ka vienu no mediju pasaulē kārotākajiem amatiem, žurnāla Wired galvenā redaktora darbu, Kriss Andresons (Chris Anderson) pametis tieši 3D printeru dēļ. Vēlāk gan izrādījās, ka, lai gan viņš sarakstījis šai tēmai veltītu grāmatu, Andersona jaunais bizness esot saistīts ar robotu industriju. Taču tas neliedz bijušajam Wired redaktoram apgalvot, ka 3D printēšana neatgriezeniski mainīs pasauli un mūsu visu paradumus, ka 3D printeri ir vēl būtiskāks izgudrojums nekā World Wide Web sistēma un vēl, un vēl. Drīz, pavisam drīz mēs apavus, drēbes, mēbeles un pat savu auto izprintēšot paši gluži kā tagad tekstu uz papīra lapas. Jāpiebilst, ka, lai cik ērta un ierasta ir šāda papīra apdrukāšana mājās un lai arī reiz tika teikts, ka printeri izkonkurēšot profesionālās tipogrāfijas, joprojām grāmatas, arī Krisa Andersona sarakstīto, drukājam tipogrāfijās, jo mājas apstākļi tā arī vēl nenodrošina pietiekami augstu kvalitāti, laika un izmaksu efektivitāti. Kālab lai 3D printeriem izdotos mainīt to, ko 2D printeriem neizdevās?...
Front. Sketch Furniture. 2006
Lai gan mediju un plašākas sabiedrības uzmanības lokā 3D printēšana nonākusi pēdējo gadu laikā, tās aizsākumi datējami jau ar 20. gadsimta 70. gadiem, kad šādas iekārtas bija gan izmēros milzīgas, gan tikpat dārgas, cik lielas, un to sniegtās iespējas ļoti ierobežotas. Profesionāļu vidū par ātru un digitalizētu prototipu izgatavošanu, kā arī ar šo tehnoloģiju palīdzību ražotiem galaproduktiem runā pēdējā desmitgadē. Jau pirms laba laika zviedru dizaineru kvartets Front radīja kolekciju Sketch Furniture. Kolekcijas mēbeles tika radītas tā: dizaineres, rokā turot īpašu rīku, gaisā vilka mēbeļu līnijas, kamēr prototipu izgatavošanas iekārta (3D printeru paveids) nolasīja kustību un izprintēja gatavas mēbeles. Kas šajā laikā ir tik kardināli mainījies? Printeri ir būtiski pietuvojušies ikdienas neprofesionālai lietošanai – sarukuši izmēros un cenā, kā arī lietošanas vienkāršībā. Tiek salīdzināts, ka patlaban ar 3D printeriem notiekot tas pats, ko Macintosh ar datoriem izdarīja pagājušajā gadsimtā, kad tika radīts datoru grafiskais interfeiss un to lietošana kļuva saprotama ne tikai profesionāliem programmētājiem.
Jau tagad 3D printēšanas tehnoloģijas tiek izmantotas gan medicīnā, īpaši dažādu implantu izgatavošanā, gan militārajā jomā – ASV jau esot nosūtījusi pirmos printerus uz Afganistānu, lai karavīri uz vietas paši var izprintēt ieročiem nepieciešamās sīkās detaļas, kas ātri nolietojas, bet kuru nomaiņa prasa laiku – pasūtīt rūpnīcās citā pasaules malā un tad transportēt uz karadarbības zonu. Taču lielākās izmaiņas tiek paredzētas vispārējā rūpniecībā, kas mainīšot tās darbības principus. 3D printeri var novērst vienu no masu produkcijas trūkumiem – kaut ko lēti izgatavot var, vien to vienādu ražojot lielā daudzumā. Printeri ļauj mainīt lietu detalizāciju bez papildus laika un naudas ieguldījumiem, tātad lēti var izgatavot arī pēc individuāla pasūtījuma iecerētus priekšmetus. Šādas iekārtas darbojas teju ar bezatlikumu tehnoloģiju, tātad daudz mazāk nepieciešams un pilnvērtīgāk izmantojams neapstrādātais izejmateriāls. Turklāt 3D printeri esot īpaši prasmīgi ultra vieglu detaļu izgatavošanā. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc ar šīm tehnoloģijām tik ļoti aizraujas lidmašīnu un sacīkšu auto industrija.
Šķiet, ka 3D printeri ir ideāli piemēroti tā sauktajai viena cilvēka rūpniecībai, kad masveidā un turklāt individualizētus priekšmetus var izgatavot teju biroja apstākļos bez lieliem darbaspēka, telpu un enerģijas resursiem. Par to runā un arī izmanto britu dizainers ar ceturtdaļu latvieša asiņu Toms Diksons. Viņš jauno ražošanas veidu dēvē par rūpniecības digitālo revolūciju, kad digitālās un tajā skaitā arī 3D printēšanā balstītās tehnoloģijas pašiem dizaineriem ļauj būt arī rūpniekiem, kas savu iecerēto ideju var izgatavot ne tikai pāris eksemplāros, bet arī rūpnieciskos apmēros, tādējādi paturot savā kabatā to peļņas daļu, ko nākoties tagad atdot ražotājiem. Digitālās rūpniecības priekšrocības Diksons ir demonstrējis arī Milānas Dizaina nedēļā, uz turieni vedot nevis gatavus produktus, bet gan iekārtas, un tad skatītāju acu priekšā štancējot, griežot, lokot krēslus un lampas.
Šķiet, dizaineriem labāk patīk pašiem izgudrot savas iekārtas, kas jauno ģēniju idejas pārvērš gatavos priekšmetos. 3D printeru ražotājkompāniju piedāvātās iekārtas jaunajiem dizaineriem šķiet vai nu pārāk dārgas, vai arī neinteresantas. Dizaineri labprāt pārvēršas par alķīmiķiem, izgudrotājiem un garāžu večiem ar saviem know how stiķiem, kas radošuma ziņā dažkārt var pilnvērtīgi sacensties vai pat pārspēt 3D printēšanā specializējušies uzņēmumus, turklāt piedāvā arī savas printeru versijas.
Markus Kayser. Solar Sinter. 2011
Viena no interesantākajām ir Karaliskās mākslas koledžas Londonā absolventa Markusa Kaizera (Markus Kayser) Solar Sinter. Tā ir 3D printerim radniecīga iekārta, kuru darbina saules baterijas un kas tuksneša smiltis pārvērš par stikla objektiem. Protams, Solar Sinter vēl ir prototipa stadijā, bet dizainera eksperimentālais ceļojums uz Marokas tuksnesi bijis veiksmīgs, un tur izgatavotās stikla bļodas vēlāk tika izstādītas Pompidū centrā Parīzē. Markusam Kaizeram ir lielākas ambīcijas – pierādīt vēl neizmantotās tuksnešu enerģijas iespējas rūpniecībā. Pagājušajā gadā mediju uzmanību piesaistīja vēl divi pavisam jauni dizaineri, kuriem priekšmetu izgatavošanas veids un iekārta radošā ziņā ir tikpat svarīga vai pat būtiskāka nekā galarezultāts. Viens no viņiem ir Jolans van der Vīls (Jólan van der Wiel) no Gerita Rītvelda akadēmijas. Jolīna giljotīnu atgādinošās iekārtas darbības pamatā ir gravitācijas likums, kuru dizainers savā labā izmanto, lietojot magnētus un sintētisku materiālu, kas bagātināts ar metāla daļiņām. Priekšmetu formas veidojas, šķidrajam materiālam pievelkoties pie iekārtas magnētiem. Vēlāk, notiekot ķīmiskai reakcijai, šādi formēta masa sacietē. Pats dizainers atzīst, ka nav grūti radīt dažādas formas veidojumus, viss sarežģītais sākas tajā brīdī, kad ir vēlme procesu kontrolēt sev vēlamā jeb stabilas un lietojamas mēbeles virzienā. Savukārt Šveices ECAL skolas students Kristofs Guberēns izmanto ikdienišķu mājas 2D printeri, kura tintes kārtridža saturs tiek nomainīts ar ūdens un tintes maisījumu. Tas uz eksperimentu ceļā atlasīta papīra izdrukā dažādus rakstus, kuru līnijas, tintes un ūdens maisījumam izžūstot, ir pamatā dažādām stabilām un izturīgām konstrukcijām.
Tyler McNaney. Filabot. 2011
Jaunie ģēniji domā ne tikai par iekārtām, kas palīdzētu viņiem pašiem īstenot savas radošās idejas, bet arī kā palīdzēt tās realizēt mums pārējiem. Par revolucionāru notikumu mājas 3D printēšanas segmentā tiek uzskatīta Amerikas koledžas studenta Tailera Maknaneja (Tyler McNaney) radītā iekārta, kas gan nav 3D printers, bet kas nodrošinātu jau gatavus, nopirktus 3D printerus ar printēšani nepieciešamo materiālu, pārkausējot sadzīves plastmasas atkritumus – pārtikas plastmasas iepakojumus, PET pudeles un arī, piemēram, Lego klucīšus, tādējādi samazinot ikdienas printēšanas izmaksas. Pašlaik nopērkamo izejmateriālu viena kilograma cena var sasniegt gandrīz piektdaļu no paša printera cenas. Viss šķiet jauki un skaisti, bet arī 3D printēšana raisa jautājumus par reciklēšanas ambivalento dabu. Pārstrādājot vienus sintētiskos materiālus, tiek izgatavoti citi dažādu sintētisko vielu sajaukumi, kuru īpašības nav izpētītas un zināmas, kā arī pārstrādāto materiālu un no tiem izgatavoto priekšmetu kvalitāte parasti pazeminās. Tas nozīmē, ka tiek griezts vāveres ritenis – visu laiku kaut kas tiek reciklēts, lai atkal un atkal radītu jaunus, bet zemākas kvalitātes izstrādājumus.
No glītā 3D printēšanas maisa izlien īlens – pagaidām tā ir izklaide un neko patiešām kvalitatīvu mājās vēl nevar izprintēt, vien pārvērst bērna zīmējumu trīsdimensionālā objektā. Rodas jautājums, kāpēc mājās printēt dažādus plastmasas jociņus/nieciņus, kuriem līdzvērtīgas kvalitātes izstrādājumus par lētu naudu var nopirkt arī tuvējā veikaliņā? Nu re, te ir vēl viens īlens – joprojām tikai mazliet vairāk nekā 20% no visa 3D izprintētā ir gatavas lietas, pārējie ir prototipi. Tiek gan prognozēts, ka līdz 2020. gadam šis procentu skaitlis pieaugšot līdz 50%. Pagaidām pat visstraujāk augošajā 3D printēšanas segmentā – seksa rotaļlietu pašrocīgā izgatavošanā, ir jāņem vērā, ka mājās izprintētais uzskatāms par prototipu, nevis gatavu rotaļlietu, jo nav garantijas, ka pēc īpašnieka ķermeņa un gaumes parametriem izprintētajai rotaļlietai izmantotais sintētiskais materiāls nebūs veselībai kaitīgs. Tā nu jāizklaidējas ar nevainīgākām rotaļām, piemēram, 3D formātā izprintējot savu portretu no sintētiska materiāla vai šokolādes. Šāds salds pašportrets tiek paredzēts kā pieprasīta Valentīna dienas dāvana Japānā, ko varētu uzskatīt par tradīcijas šajos svētkos dāvināt īpašu šokolādes mūsdienu versiju.
Janjaap Ruijssenaar & Enrico Dini
Lai paliek joki dizaina lauciņā, arī arhitekti saka savu vārdu 3D printēšanas jautājumā. Pirms pāris nedēļām medijus apceļoja ziņa par it kā pirmo 3D izprintēto ēku. Rūpīgāk iedziļinoties, šis projekts gan atklāj daudz vairāk jautājumu nekā atbilžu. Kā jaunās tehnoloģijas priekšrocības tiek minēta iespēja izgatavot ēku kā vienu veselumu un vienkāršāk uzcelt organisku formu ēkas, sakot, ka tā ir labāka, ērtāka un kvalitatīvāka nekā ierastā lietā betona tehnoloģija. Diemžēl nīderlandiešu arhitekta Janjāpa Ruijsenārsa (Janjaap Ruijssenaar) sadarbībā ar itāļu inženieri Enriko Dini tapusī ēka uz šiem jautājumiem neatbild. Mēbiusa lentu atgādinošā būve tika printēta pa daļām. Turklāt printētā konstrukcija izrādās ir tikai čaula, kuru it kā tikai drošības labad jāpiepilda ar betonu. Arī šādas izmēros nelielas būves izgatavošanas laiks 18 mēneši un izmaksas vidēji pieci miljoni eiro nešķiet pārāk vilinoši rādītāji. Nīderlandieša un itāļa projekts pagaidām neatbild uz būtiskāko jautājumu, vai 3D printēšanas tehnoloģijas var piedāvāt kaut ko tādu, ko nav iespējams izdarīt ar līdz šim pielietotajām? Jaunā tehnoloģija arī skaudri uzrāda saspringtās arhitektu un inženieru/konstruktoru attiecības. Arhitekti priecājas, ka 3D printēšana ļaušot pat tiešo no arhitekta datora izprintēt ēku bez inženieru un konstruktoru iejaukšanās, kuri parasti nonivilējot arhitektu ģeniālās idejas. Savukārt, konstruktori un inženieri paliek pie uzskata par savu neaizstājamību ceļā no celtnes arhitektoniskā tēla ieceres līdz uzceltai ēkai.
Foster + Partners
Daudz būtiskāks pieteikums ir Normena Fostera biroja sadarbībā ar Eiropas kosmosa aģentūru iecerētā kosmonautu bāze uz Mēness. Tā būtu mītnes vieta četriem cilvēkiem, kas tiktu izprinēta uz vietas, izmantojot Mēness putekļus – regolītus, tā iztiekot bez dārgās būvmateriālu transportēšanas no Zemes. Būves konstrukcijām jābūt stingram rāmim, kas tiek modelēts, par paraugu ņemot putnu kaulu uzbūvi, jo mītnes vietai kosmonauti jāpasargā no radiācijas, mikrometeorītiem un straujajām temperatūras maiņām uz Mēness virsmas. Pagaidām arhitekti eksperimentē uz Zemes, rigolītu aizvietojot ar silikona, alumīnija, kalcija, dzelzs un magnēzija oksīdu maisījumu.
Pat visoptimistiskākā scenārija piepildīšanās gadījumā, kad tiks atrisinātas visas tehnoloģiskās neskaidrības un varēs printēt ne tikai sintētisku materiālu vienkrāsainus izstrādājumus, kā arī patiešām īstenosies sabiedrības uzvedības pāreja no “nepieciešamās lietas pirkt” uz “lietas izgatavot”, tomēr vēl paliks virkne neatrisinātu jautājumu. Viens no tiem būs – kā cīnīties ar diletantisma sērgu un pašapzinīgo sajūtu, ka ikviens var radīt jebko, atliek to tikai izprintēt trīs dimensijās? Vēl viens aktuāls jautājums ir “Kurš uzņemsies atbildību par izprintēto lietu kvalitāti un drošību?”. Ja pats varēsi izgatavot savu auto, kurš būs atbildīgs, kad tā dizaina dēļ notiks satiksmes negadījums? Jau tagad 3D printēšanas iespējas izmanto ne tikai ASV armija, bet arī privātie ieroču entuziasti, kas izgatavo ieroču atsevišķas detaļas, kuru iegādei nepieciešamas īpašas atļaujas. 3D printēšana un atvērtā koda failu izmantošana, kā arī pašrocīga dizaina izgatavošana atklāj arī neskaidrās vietas autortiesību jautājumos, kas nu dizaina jomā kļūst radniecīgi mūzikas digitālajai miksēšanai, kur arī grūti nošķirt, kad, kompilējot dažādus jau esošus skaņu materiālus, top oriģināldarbs.
