В сфере IT-технологий намечается начало новой эры: в феврале 2014 года истекает срок действия патентов на лазерную технологию 3D-печати, созданную ещё 1986 году.
Вот уже более 25 лет права на использование находятся в руках одной компании, что, соответственно, ограничивает конкуренцию на рынке. В ближайшие годы эксперты ожидают масштабную экспансию бюджетных китайских 3D-принтеров на мировой рынок и падения цен на эти устройства — точь-в-точь как это было после окончания действия патента на другую технологию 3D-печати — струйную — созданную Скоттом Крампом в 1988 году.
Как была создана технология лазерной 3D-печати
В начале 1980-х годов в одной из лабораторий Техасского университета в Остине профессор Джо Биман и аспирант Карла Декард разработали технологию селективного лазерного спекания (SLS). Спустя некоторое время Декард и Биман решили основать собственную компанию, которая должна была разработать дизайн и начать производить SLS-устройства. В 1986 году Пол МакКлюр и Гарольд Блэр предложили Декарду коммерциализовать его технологии. Тогда Декард озвучил необходимую для стартапа сумму — 75 000 долларов. Биман удвоил сумму до 150 000 долларов, а МакКлюр — до 300 000. В итоге была основана компания Nova Automation. После нескольких неудачных попыток создания принтера, Nova Automation начала искать новых инвесторов, но ни одна компания так и не выразила желания спонсировать разработки. Кстати, в числе отказавшихся была даже General Motors. В 1988 г. молодой компании удалось найти инвестора в лице Goodrich Corp., занимающейся производством возушно-космического оборудования. В тот же год Nova Automation была переименована в DTM Corp. (Deckard, Texas, McClure). В 1992 году компания приобрела у Hico Western Products Co. права на использование технологии послойного построения объекта с помощью песка и цемента — она была необходима DTM для выхода и удержания позиций на рынке. DTM удалось создать несколько моделей SLS-устройств, Goodrich продолжал инвестировать разработки, однако продажи были невысоки. В 1999 году DTM частично продали группе частных инвесторов ProActive Finance, а в 2001 году компания полностью была перекуплена 3D Systems, занимавшейся разработками стереолитографии (другой технологии 3D-печати). Имея в своём распоряжении целых две технологии 3D-печати, 3D Systems и по сей день яостаётся лидером на рынке и её единственным конкурентом является компания Stratasys, Inc., владеющая технологией струйной 3D-печати.
На чём же основана технология 3D-печати?
3D-печать осуществляется различными способами и с применением различных материалов, но в основе лежит принцип послойного построения твёрдого объекта.
На сегодняшний день применяются две технологии печати: струйная (FDM) и лазерная (SLS).
Струйный метод печати использует печатающую головку, которая капля за каплей наносит расплавленный материал (преимущественно, пластик) на печатную поверхность. Эта технология считается более примитивной, чем лазерная, однако у неё есть существенная фора — патент на FDM-печать истёк несколько лет назад, после чего на рынке появились сотни различных моделей принтеров. Сегодня их может позволить себе практически каждый желающий: за два года цены на 3D-принтеры с технологией струйной печати упали в 10 раз, с $2000 до $200.
Лазерная технология подразумевает спекание порошкового материала посредством программно-управляемого лазера, который создает контур объекта. В итоге получается довольно прочная 3D-модель, которую легко окрасить и обработать. Преимущество принтеров с технологией SLS-печати заключается в том, что на них можно печатать металлические, стеклянные и керамические изделия. Именно поэтому истечения срока действия патента так ждут: массовое использование SLS-принтеров серьёзно приблизит мир к началу эры домашнего производства товаров.
Оба этих метода активно развиваются и постоянно модифицируются компаниями-разработчиками. На сегодняшний день есть ряд технологических сложностей, которые необходимо устранить. В первую очередь, это время печати. На некоторых принтерах миллиметры слоя могут печататься часами. Кроме того, в большинстве случаев готовые модели нужно дорабатывать: то один слой получается толще, чем нужно, то поверхность шершавая. Ещё один недостаток — ограниченный круг материалов и их дороговизна. Здесь, конечно, вопрос времени и развития технологии — как только патент закончится, множество разработчиков примутся за улучшение SLS-печати, а цена постепенно упадёт сама.
Сегодня 3D-печать активно используется в производстве быстрого прототипирования и инженерии, начинает развиваться медицинская 3D-печать стволовыми клетками для репликации внутренних органов, а также уже довольно давно 3D-печать используется в ортопедической стоматологии. Кто знает, может быть, через десять лет станут реальностью даже самые смелые мечты?
Автор: Екатерина Логинова
Фото: businesswire.com