Года три назад я смотрел какой-то документальный фильм про технологии. Там показывали, как на огромном принтере печатают запчасти для самолётов. Помню, подумал тогда: ладно, болтик там какой-нибудь напечатать — это понятно. Но целую машину? Ну бред же.
А потом случайно наткнулся на статью про китайцев, которые за пару дней собрали двухэтажный дом из напечатанных блоков. И задумался: а если дома можно, то почему машины нельзя?
Начал искать информацию. И оказалось, что машины уже давно печатают. Просто об этом мало кто говорит.
История с выставки в Чикаго
В сентябре 2014 года компания Local Motors привезла на выставку IMTS в Чикаго здоровенный принтер и кучу пластиковых гранул. За шесть дней они прямо при зрителях напечатали маленький двухместный электромобиль. Назвали его Strati.
Представьте картину: стоит принтер, из него медленно выдавливается слой за слоем чёрный пластик. Люди ходят вокруг, фотографируют, снимают на телефоны. А машина потихоньку растёт. Сначала днище, потом борта, потом крыша.
На печать корпуса ушло 44 часа. Это только сам кузов, без всего остального. Дальше рабочие руками прикрутили электромотор от Renault Twizy, поставили аккумулятор, колёса, сиденья, руль. Ещё пару дней возились с проводкой и тормозами.
В итоге получилась машинка длиной чуть больше трёх метров. Максимальная скорость — 64 километра в час. Запас хода — километров 190. То есть для поездки на дачу за город не подойдёт, но по городу покататься можно.
Что самое интересное — корпус весил всего 180 килограммов. Обычный кузов из металла потянул бы килограммов на 300-400. Почему так мало? Потому что пластик лёгкий, плюс внутри структура не сплошная, а с пустотами. Как соты в улье.
Правда, была одна загвоздка. Этот Strati так и остался выставочным экспонатом. В продажу его не пустили. Причин несколько: во-первых, краш-тесты он бы не прошёл — пластиковый корпус при серьёзном ударе треснет. Во-вторых, печать занимала слишком много времени. В-третьих, дорого получалось — около 18 тысяч долларов за машину, которая ездит медленнее скутера.
Но сама идея зацепила многих. Если можно напечатать машину за неделю, то может, через пару лет технология улучшится и можно будет печатать быстрее и дешевле?
Зачем BMW печатают детали
BMW — одни из первых, кто начал серьёзно использовать 3D-печать. Они печатают запчасти с 2010 года. Сначала это были всякие мелочи: пластиковые крепления, декоративные элементы салона, заглушки.
Знаете, когда это особенно удобно? Когда машине лет двадцать, она снята с производства, а какая-то пластмаска сломалась. Раньше такую деталь вообще не найти — разве что на разборке искать. А сейчас владелец приезжает в сервис, ему сканируют сломанную деталь, загружают модель в компьютер и за пару часов печатают новую.
Но потом в BMW решили замахнуться на что-то посерьёзнее. В 2018 году они напечатали металлический кронштейн для крепления крыши в модели i8 Roadster. Это уже не пластиковая игрушка, а силовая деталь, которая держит нагрузку.
Печатали из алюминиевого сплава на специальном принтере. Там технология другая — не как с пластиком. Лазер плавит металлический порошок слой за слоем. Температура больше тысячи градусов. Всё происходит в камере с инертным газом, чтобы металл не окислялся.
Этот кронштейн получился на 44% легче штампованного. При этом прочность такая же. Почему легче? Потому что при печати можно делать внутри полости и рёбра жёсткости именно там, где нужно. При штамповке так не получится — там везде одинаковая толщина.
Правда, стоит такая деталь дороже обычной раза в три. Поэтому пока её ставят только на дорогие спортивные модели, где каждый сэкономленный килограмм на счету.
А ещё BMW печатают прототипы новых деталей. Раньше для этого нужно было делать форму для литья или штамп для штамповки. На это уходило несколько месяцев и куча денег. Теперь инженер за день нарисовал модель в программе, отправил на печать — и через два дня держит в руках готовую деталь. Проверил, понял, что надо изменить — подправил файл и напечатал заново.
Вот здесь экономия реально ощутимая. По времени и по деньгам.
Китайский электрокар за 10 тысяч долларов
В 2018 году китайская компания XEV показала электромобиль Yoyo. Маленький двухместный, похожий на увеличенную детскую машинку. Весь корпус — напечатанный пластик с добавлением стекловолокна для прочности.
Я видел фотографии этой машины — выглядит забавно. Квадратная морда, круглые фары, короткая база. Внутри два сиденья, маленький руль, простенькая панель приборов. Никаких наворотов — всё максимально упрощено.
Характеристики скромные: батарея на 11 киловатт-часов, максимальная скорость 70 километров в час, запас хода около 150 километров. По сути, это машина для города. Съездить в магазин, отвезти ребёнка в садик, добраться до работы.
Но главное — цена. XEV продавали эту машину за 10 тысяч долларов. Для электромобиля это копейки. Обычные стоят тысяч 30-40.
Откуда такая дешевизна? Производство обходится дешевле. У XEV нет гигантского завода со штамповочными прессами. У них цех с несколькими десятками принтеров. Напечатали корпус, прикрутили мотор и батарею — машина готова.
Плюс они не держат огромные склады с деталями. Напечатали ровно столько, сколько заказали. Не продали — не напечатали. Нет затрат на хранение.
Правда, у этой машины есть очевидная проблема — безопасность. Пластиковый корпус при аварии защищает хуже металлического. XEV об этом говорят открыто: мол, машина рассчитана на городские условия, где скорости небольшие. Для трассы не подходит.
Но для многих это не критично. В Европе таких машин купили несколько тысяч. Используют как второй автомобиль для коротких поездок.
Porsche и индивидуальный подход
Немцы из Porsche пошли другим путём. Они не стали печатать весь корпус. Вместо этого решили делать индивидуальные детали для клиентов.
Например, сиденья. В 2021 году они запустили услугу: можешь заказать сиденье, напечатанное специально под твою спину. Работает это так: приезжаешь в салон, садишься в специальное кресло. Оно сканирует форму твоего тела — изгиб позвоночника, положение таза, плеч.
Эти данные загружают в программу. Она рассчитывает, какой формы должна быть поверхность сиденья, чтобы равномерно распределять нагрузку. Потом печатают мягкую часть из специального пористого материала. Он как губка, только жёсткость в разных местах разная. Где нужна поддержка — жёстче, где нужен комфорт — мягче.
Стоит такое сиденье несколько тысяч евро. Но клиенты Porsche готовы платить. Для них это не просто деталь, а персонализация. Твоё уникальное кресло, которого больше ни у кого нет.
А ещё Porsche печатают редкие запчасти для старых моделей. У них в музее стоят машины 50-60-летней давности. Иногда что-то ломается. Раньше приходилось искать деталь по всему миру или заказывать у мастеров ручное изготовление. Теперь сканируют сломанную деталь, печатают новую — и всё работает.
Ford и прототипирование
В Ford используют 3D-печать в основном для разработки. Когда проектируют новую модель, нужно проверить, как будут выглядеть детали, как они встанут, не будет ли где-то зазоров или несовпадений.
Раньше это был долгий процесс. Инженер рисовал деталь, отправлял чертёж на производство, там делали форму, отливали прототип. Проходило месяца два-три. Привозили деталь, смотрели — не подходит. Надо переделывать. Ещё два месяца ждать.
Сейчас инженер нарисовал модель в программе, отправил на принтер. Через день-два деталь готова. Проверили, не подошла — за вечер внесли правки, напечатали новую. За неделю можно десять вариантов перебрать.
В Ford говорят, что благодаря этому время разработки новых моделей сократилось примерно вдвое. Раньше от идеи до готового прототипа проходило года полтора-два. Теперь меньше года.
Плюс экономия денег. Изготовление формы для литья стоит десятки тысяч долларов. Печать прототипа — несколько сотен. Разница очевидная.
Что мешает массовому производству
Главная проблема — скорость. Напечатать корпус машины занимает часов сорок-пятьдесят. На конвейере за это время штампуют сотни кузовов.
Вторая проблема — прочность и надёжность. Пластик лёгкий, но хрупкий. При ударе может треснуть. Металлическая печать прочнее, но дороже в разы.
Третья — сертификация. Автомобиль должен пройти краш-тесты, получить разрешение на эксплуатацию. С напечатанными деталями это сложнее, потому что каждая партия может чуть-чуть отличаться по характеристикам. На заводе процесс отработан до мелочей — металл плавят по одной технологии, штампуют с одинаковым усилием. Результат предсказуемый. С печатью предсказуемость ниже.
И четвёртое — инфраструктура. Чтобы печатать машины массово, нужны принтеры, обученные операторы, отлаженные поставки материалов. Этого пока нет в масштабах автопрома.
Что будет дальше
Думаю, лет через десять-пятнадцать 3D-печать займёт свою нишу. Не заменит полностью конвейеры, но станет хорошим дополнением.
Массовые модели будут штамповать по-старому — там главное скорость и дешевизна. А вот эксклюзивные машины, лимитированные серии, спецтехника — тут печать пригодится.
Плюс запчасти для старых моделей. Вместо того чтобы держать склады с миллионами деталей, которые может никто никогда не купит, проще печатать по требованию.
И разработка новых моделей. Здесь 3D-печать уже прочно обосновалась и никуда не денется.
А вот печатать ли машины массово — покажет время. Технология развивается, принтеры становятся быстрее, материалы дешевле. Может, через двадцать лет появятся заводы, где машины собирают не на конвейере, а печатают под заказ. Или нет. Поживём — увидим.
Для подписчиков
Как думаете, купили бы напечатанную машину или всё-таки предпочитаете обычную заводскую? И вообще, верите ли в будущее этой технологии? Пишите в комментариях — любопытно узнать ваше мнение.
Примечание: все описанные технологии и компании реальны. Некоторые детали добавлены для связности повествования.