Первопечатники: кто и зачем выпускает машины на 3d-принтере

Читать в полной версии Будущее принадлежит вещам, сделанным на 3d-принтере – в этом уверены множество инвесторов по всему миру, которые вкладывают деньги в новую технологию. Если не углубляться в технические подробности, трехмерная печать подразумевает склеивание слоев материи между собой – так, что на выходе получается деталь заданного размера сколь угодно сложной формы. В этом заключается принципиальное отличие от метода, которое человечество использовало до сих пор: на протяжении столетий люди брали исходный материал и придавали ему желаемую форму, отсекая все лишнее. Новый способ экономит сырье, а также позволяет сразу получать большие и сложные конструкции без необходимости крепить друг другу мелкие детали. На 3d-принтере уже печатают мебель, строительные блоки, протезы, летающие беспилотники и даже огнестрельное оружие. Несколько лет назад к списку присоединились автомобили: сразу несколько разработчиков из разных стран мира заявили о выпуске машин, сделанных по новой технологии. Autonews.ru собрал самые амбициозные проекты автомобильных первопроходцев: от электрических трициклов до настоящих гоночных болидов.  

Urbee, Канада

Один из самых нашумевших проектов автомобиля из 3d-принтера затеял американец Джим Кор. В 2010 году бизнесмен основал компанию Kor Ecologic и напечатал свою первую машину, названную Urbee. На изготовление 50 деталей трицикла ушло 2,5 тысячи часов. Создатели обещали, что новинка сможет разгоняться до 64 км/ч, а для зарядки электрической силовой установки будет достаточно дневного запаса солнечной энергии, которую накопят батареи на крыше обычного гаража. Мощность силовой установки составила 10 л. с.: в комплекте с электромотором машина получила дизельный двигатель с расходом топлива в 1,18 литра. Согласно букве закона, Urbee оказался мотоциклом: для того, чтобы называться автомобилем, конструкции с пластиковым кузовом не хватало жесткости и прочности. Поначалу Кор бравировал, что на его детище уже нашлись 14 покупателей, но в итоге прототип остался невостребованным: получить подтверждение реальной продажи трициклов не удалось. В данный момент Джим Кор с помощью краудфандинга собирает деньги на модель Urbee 2: предприниматель намерен сделать машину самым экологичным двухместным автомобилем на земле. Канадец не скупится на обещания – на официальном сайте Kor Ecologic коммерсант грозится преодолеть путь от Нью-Йорка до Сан-Франциско за рулем Urbee 2, затратив всего 38 литров горючего. Машина должна быть готова в 2015 году.  

StreetScooter, Германия

Немецкая компания StreetScooter GmbH появилась в качестве подразделения Университета Аахена. Коммерческую структуру возглавляют заслуженные профессора – ученые проектируют велосипеды и автомобили на электрической тяге, а помогают им более 80 компаний-поставщиков со всей Германии. Свою миссию StreetScooter видит в создании доступного электрокара для недолгих поездок по городу: первым клиентом фирмы уже стала немецкая почта, которая развозит корреспонденцию на готовых машинах. Следующая технологическая ступень для StreetScooter – электромобиль, отпечатанный на 3d-принтере. Специально для этого Университет Аахена приобрел Objet1000 от фирмы Stratasys: по словам профессора Кампкера, это самый большой трехмерный принтер, приспособленный для выпуска изделий из разных материалов, среди всех устройств, доступных на мировом рынке. Электрокар C16 существует пока только в виде виртуальной модели: по словам ученых, на изготовление первого экземпляра потребуется 12 месяцев. Всеядность 3d-принтера позволит компании не ограничиваться пластиковыми деталями – в теории новый StreetScooter сможет получить напечатанные элементы из металла. Технические подробности C16 пока держатся в секрете: увидеть новинку можно будет в конце года.  

Ken Okuyama Design, Япония

Японский дизайнер Кен Окуяма получил известность в автомобильном мире задолго до того, как открыл персональную студию: на счету специалиста работа в General Motors, Porsche и ателье Pinifarina, где он отвечал за облик Ferrari Enzo, P4/5 Competizione и Maserati Quattroporte. В настоящее время Окуяма создает концепт-кары под собственным брендом Ken Okuyama Design. На токийском автосалоне 2013 года дизайнер представил разработку под названием kode9. Производитель называет получившееся купе «наполовину спортивной и наполовину гоночной машиной» - впрочем, куда интереснее, что карбоновые части кузова этого автомобиля были получены на 3d-принтере. В качестве двигателя Окуяма задействовал двухлитровый четырехцилиндровый турбированный агрегат мощностью 370 л. с. японского производства – обозреватели полагают, что в виду имеется мотор Honda, однако открыто конструктор этого не признавал. Масса концепта – 890 килограммов. Еще одна модель Ken Okuyama Design, напечатанная на трехмерном принтере, называется kode7 Clubman и представляет собой переосмысленный Lotus Seven. Родстер с улучшенными динамическими характеристиками стоит 8,5 миллиона йен (4 миллиона 600 тысяч рублей по текущему курсу). Более 50% деталей для kode7 Clubman Окуяма создал на 3d-принтере: по словам дизайнера, такой метод позволил ему облегчить кузов автомобиля и снизить итоговую цену.  

Local Motors, США

Пожалуй, наиболее серьезная компания среди тех, кто занимается 3d-печатью машин: серийная версия автомобиля из принтера от американского производителя Local Motors поступит в продажу в 2015 году. Наиболее серьезным препятствием для этого служат бюрократические препоны: в данный момент в Соединенных Штатах невозможно зарегистрировать автомобиль из трехмерного принтера. Компания уже готовит документы для сертификации – без них легально ездить на машине не получится. Первый готовый экземпляр компания сотворила на глазах у публики. Двухместный электрокар под названием Strati появился на свет в сентябре прошлого года на международной производственно-технической выставке (IMTS) в Чикаго – процесс создания занял 44 часа, на протяжении которых за печатью мог наблюдать любой гость экспозиции.  

Прямо сейчас Local Motors кажутся единственными, кто на своем сайте честно упоминают конкурентов. По словам производителя, Urbee создал первый автомобильный кузов, отпечатанный на трехмерном принтере, в то время Local Motors напечатал кузов и шасси единым блоком – ради модели Strati компания отказалась от понятия «рама» и создала цельную конструкцию, которая объединяет большинство элементов машины, неподвижных друг относительно друга. Вместе с «кузово-шасси» из принтера вышли приборная панель, центральная консоль и даже сиденья – в общей сложности 49 деталей. В обычных автомобилях присутствует до 5 тысяч компонентов. О 3d-печати напоминает и название: в переводе с итальянского Strati означает «Слои».

Ходовую часть электрокар позаимствовал у Renault Twizy – французская машина выступила донором силовой установки, батарей, подвески и электропроводки. Впрочем, конструкция Strati предполагает, что при желании электромотор можно заменить на обычный двигатель внутреннего сгорания. В существующей модификации автомобиль способен разгоняться до 64 км/ч, запас хода на одном заряде составляет 193 километра. По словам основателя Local Motors Джея Роджерса, после начала массового производства стоимость Strati составит 18 тысяч долларов. Свои первые километры электрокар проехал 13 сентября 2014 года. Примечательно, что в Local Motors вообще не занимались дизайном: вместо этого аризонская компания объявила конкурс, участие в котором приняли более 200 человек из 30 стран мира. Автором лучшего дизайна оказался Мишель Аноэ: победитель получил приз в 5 тысяч долларов, а также увидел, как нарисованная им модель печатается на 3d-принтере. «Внешний вид Strati был создан нашим сообществом, производство начнется на нашей Микрофабрике, а за рулем будете лично вы», - говорится в официальном пресс-релизе Local Motors. Важный момент: вся компания финансируется за счет краудфандинга, а в проектировании новых моделей может поучаствовать любой желающий – Local Motors открыто делится своими разработками и честно верит в свободный обмен информацией.  

Maasaica, Швеция

История Maasaica – плод воображения шведа Эрика Мелдаля, утописта, визионера и мечтателя. Но эта история настолько красива и детально продумана, что заслуживает отдельного рассказа. Согласно концепции Мелдаля, к 2040 году в мире завершится новая индустриальная революция: лидирующим регионом на планете станет Африка, а все производство на планете станет локализованным. Вместо больших заводов, глобализации и логистических цепей товары массового спроса будут делать там же, где живет потребитель – с помощью 3d-принтеров. Это позволит улучшить экологическую обстановку на планете и нормализовать социо-культурное развитие стран, которые принято называть «развивающимися». Символом нового мира станет автомобиль Maasaica: машина, которую, по мнению Мелдаля, компания BMW разработает специально для племени Маасаи, живущего в экосистеме Серенгети на севере Танзании. Собственную Maasaica сможет распечатать на 3d-принтере любой обитатель Серенгети – связь с серверами BMW машина будет поддерживать через облачную платформу. Абсорбирующее покрытие кузова будет впитывать туман и выделять из него воду – так автомобиль поможет решить проблему нехватки жидкости. Энергию для движения машина получит от солнца, а в кузове расположатся мини-резервуары для сбора дождевой воды. Покрышки Maasaica снабдят узором, имитирующим отпечатки лап льва: преследователям машины будет казаться, что там, где проехал автомобиль Мелдаля, прошел царь зверей. Наконец, кузов концепта будет выполнен из смеси травы с мицелием: в живой природе машина сможет полностью разложиться без всякого ущерба для окружающей среды.  

Гоночные автомобили NASCAR, США

Внедрить трехмерную печать в гонки придумали в американской серии NASCAR. Так, чемпионская команда Stewart Haas Racing начала с приобретения трехмерного принтера для изготовления масштабных макетов будущих деталей. В 2012 году инженеры рассчитывали использовать трехмерную печать всего для шести компонентов. Вскоре количество выпекаемых макетов перевалило за сотню, агрегат начал работать в круглосуточном режиме, а к окончанию прошлого сезона через принтер прошло четыре тысячи деталей. Сейчас в Stewart Haas Racing печатают на 3d-принтере готовые запчасти для боевых машин – к примеру, таким способом изготовлен воздухозаборник рядом с радиатором. В коллективе Joe Gibbs Racing, участвующем в NASCAR на автомобиле Toyota Camry, трехмерную печать применяют уже больше десяти лет. В 2014 году компания Stratasys, снабжающая команду 3d-принтерами, даже стала спонсором пилота Joe Gibbs Racing Эллиотта Сэдлера. Технологию применяет и Ford – автопроизводитель использует трехмерные макеты при доработке двигателей для высшего дивизиона NASCAR. В данный момент 3d-ассортимент в NASCAR ограничен пластиковыми деталями, но уже совсем скоро список материалов сможет расшириться: в продаже появились трехмерные принтеры, работающие с металлом. Команды пока присматриваются к дорогим устройствам и не решаются тратить миллионы долларов на новое изобретение. Впрочем, опыт показывает, что как только кто-то из лидеров решится соорудить машину по новой технологии, за первопроходцами немедленно потянутся остальные – проигрывать гонки из-за слишком консервативного подхода не любит никто.  

Areion, Бельгия

Вслед за выпеканием отдельных деталей в 3d-принтере оказался весь гоночный автомобиль. Воспользовавшись агрегатом бельгийской компании Materialise, старшекурсники факультета инженерных технологий академии Group T из города Лёвен изготовили кузов болида целиком. Будущие инженеры назвали получившуюся машину Areion – в честь сверхбыстрого говорящего коня Ариона из древнегреческой мифологии. Болид соорудили в 2012 году для конкурса Формула-Студент: в этом соревновании гоночные автомобили собирают студенты и аспиранты со всего мира. Напечатать свое творение на 3d-принтере отважилась только команда Group T. Задумку осуществили с помощью стереолитографии - на трассе Хоккенхаймринг получившийся болид разогнался до 141 км/ч, а первую сотню набрал за 4 секунды. Увы, одержать победу с этим автомобилем у бельгийцев не получилось, и в дальнейшем студенты переключились на менее экстравагантные технологии.  

EDAG, Германия

Компанию EDAG основал инженер Хорст Экард в 1969 году. Фирма начала работать под названием «Конструкторское бюро Хорста Экарда» и на долгие годы закрепилась на переднем крае немецкой науки: специалисты EDAG выполняли инженерные заказы крупных автомобильных фирм и развивали аэрокосмические технологии – на счету компании проектирование кабин для космических кораблей, работа с композитными материалами, электрические системы и программное обеспечение. С такой родословной совсем неудивительно, что фирма создала один из самых изощренных прототипов, отпечатанных на 3d-принтере. Представленный на автосалоне в Женеве 2014 года концепт-кар EDAG Genesis на полном серьезе мимикрирует под черепаху. Кузов автомобиля представляет собой защитную капсулу, куда помещены водитель и пассажиры – также как тело черепахи спрятано в панцирь. При этом кузов отпечатан на трехмерном принтере как единая деталь: собрать аналогичную конструкцию из нескольких частей было бы невозможно, так как крепления для подобных форм просто не изобретены. Разработка обошлась без колес и стекол: похоже, на первом этапе EDAG было достаточно продемонстрировать свои возможности в 3d-печати, и фирма не стала затруднять себя излишними деталями. Зато к следующему автосалону в Женеве немецкая компания подготовит новую модель – купе Light Cocoon, у которого есть и колеса, и двери. При этом машину также выпекут на трехмерном принтере, а затем покроют специальным водоотталкивающим материалом под названием Jack Wolfskin: заменитель краски весит не более 19 граммов на квадратный метр, а сам слой на Light Cocoon окажется в четыре раза тоньше копировальной бумаги. На сей раз источником вдохновения для EDAG послужили листья деревьев. Антон Погорельский