Городские профессии: разработчик 3d-принтера

Можно ли в Саранске сделать фигурку со своим лицом

Как мы это сделали
Американские и британские программисты научились печатать еду и на полном серьезе замахиваются на 3D-печать домов. В Саранске достаточно своей еды со вкусом пластика и зданий, которые не радуют, но разработчики 3D-принтера у нас тоже есть — и недавно они собрали на Бумстартере 944 360 рублей на производство собственного 3D-принтера «Эрьзя». Команда работает на базе Центра молодежного инновационного творчества в МГУ — там «Рейтинги» и встретились с основателем и идейным вдохновителем проекта Алексеем АЛЕКСЕЕВЫМ.

О себе

Сейчас я учусь на первом курсе в магистратуре Института электроники и светотехники. До «Эрьзи» у меня было много проектов, самый первый — Smart Box: мы создали модуль, который с помощью звонка мог запустить компьютер в другом городе, чтобы потом можно было к нему подключиться с помощью приложений для удалённого доступа, например, TeamViewer. Проект реализовали, но распространения он не получил.
Еще делали кликер для студентов и преподавателей. Например, идут занятия в аудитории, нужно провести тест или опрос. Чтобы решить проблему с поднятием рук и поиском листочков, мы решили автоматизировать процесс: раздать каждому кликер или установить приложение для телефона, чтобы студент смог выбрать ответ. В конце занятия лектор анализирует полученные ответы, вся статистика наглядна, сразу видно, кто и как усвоил тему. В Штатах подобная система реализована, мы хотели сделать похожее.

Мы постоянно учимся и придумываем что-то новое, не опираясь на готовые методики и не основываясь на фактах, которые принято считать нормой — эти нормы мы сами для себя создаем

О команде

Команда небольшая, так что я одновременно за руководителя, инженера-схемотехника и инженера-программиста. У всех узкая специализация, ребята действительно отлично знают свою тему, а я пытаюсь вникнуть во все сразу — так и работаем. Еще у нас есть программист на фрилансе — раз в пару дней встречаемся, обсуждаем рабочие моменты.
Работа складывается не по офисной схеме, когда я — босс, а остальные подчиненные: над проектом работаем все вместе. Не хватает только сборщиков — сейчас ищем людей, готовых собирать принтеры, которые нам надо отправить спонсорам, поддержавшим нас на Бумстартере.

О робототехнике

Одно время я серьезно увлекался робототехникой, искал в сети информацию о новинках в мировых технологиях. Мне понравился насекомообразный робот-гексапод с шестью конечностями. На «лапках» у него было три степени свободы, 18 двигателей... Захотелось его собрать. Заказал материалы, моторы, платы, и в итоге робот, конечно, подавал признаки жизни, но получилось не совсем то, что я хотел.
На весеннем хакатоне идея воплотилась — сложилась удачная команда, и мы полностью собрали робота за 48 часов. У него даже был простейший искусственный интеллект — он мог случайно выбирать направление движения, анализировал расстояние до препятствий и обходил их. Идея тоже не нашла применения, но были варианты использовать его в разведке, например. Правда, это не рентабельно, ресурсоемко: использовать роботов на колесах или гусеницах выгоднее.
В общем, у нас набралась база проектов, и мы решили удариться в бизнес. Сейчас активнее всего развивается 3D-принтер. Этот проект интересен и как хобби, и как источник заработка.

Зачем искать работу, если можно создать работу самому себе?

Об идее

Вообще не было задачи создать принтер. Но со временем выяснилось, что с ними серьезная проблема — то нельзя найти принтер по нормальной цене, то не устраивает качество. Получается, потребность растет, а достойных моделей нет. И с января мы начали работу.

Область печати: высота 30 см, диаметр — 180, цилиндрическая система координат. В этой области наш принтер может создать любую модель

О названии

Над названием мы думали месяца три. Хотелось вдарить патриотизм и сделать что-то русское. Сначала остановились на названии «Сварог» — бог-кузнец, но выяснилось, что название в России уже запатентовано, пришлось отказаться. А потом вспомнили про Эрьзю — он одновременно и скульптор, известный всему миру, и наш земляк. Провели соцопрос, «Эрьзя» был одним из шести вариантов — и люди его выбирали. Оставалось дело за малым — получить разрешение и «добро» от музея.

О принтере

В основе — система Delta Bot на базе Kassel, переделанная под наше видение. Мы поняли все ее недостатки и в ходе работы довели до ума.
В модели, продвигаемой на Бумстартере, было много пластика, стыдно отправлять ее в таком виде, так что мы решили доработать принтер — заменили пять пластиковых модулей на алюминиевые. Пластиковыми остались только приборная панель и нижние уголки. Потом пришло понимание, как добавить подогрев нижней платформы. Изначально это казалось невозможным — вся электроника и так сосредоточена под печатающей поверхностью, и мы прогнозировали, что если добавить туда ещё и комфортку, которая держит температуру 110 градусов, то всё просто сплавится. Сейчас нашли решение — спонсоры просили о такой фишке, да и мы сами понимали, что без него нельзя. Теперь можно будет печатать еще и из АБС-пластика, не только из полилактида.

О технологии

Постараюсь максимально понятно объяснить: берется цифровая модель, обрабатывается специальной программой-«слайсером» — разрезается на кординаты и преобразуется в цифровой G-код, понятный 3D-принтеру. Получается последовательность команд, которые указывают 3D-принтеру координаты. Они обрабатываются инверсной кинематикой и указывают, на какой градус вращать каждый мотор и с какой скоростью выдавливать пластик из печатающей головки. Принтер работает, например, с полилактидом (PLA) и теперь ещё с акрилонитрилбутадиенстиролом (ABS).
На заводах его плавят, вытягивают экструдерами в нить и наматывают на катушки. В этом виде пластик готов для использования в 3D-печати. Катушку заправляют в принтер — и все. Печатающая головка экструдирует нить и с помощью инверсной кинематики воссоздает координаты цифровой модели.

На российском рынке разные цены на расходники для печати, катушки пластика российских производителей стоят от 700 до 1 500 рублей за 750 граммов

Об адаптации

Еще мы добавили автокалибровку — вообще не понимаю, как производители не добавляют это во все модели. Обычному человеку разобраться будет непросто, по-любому нужны инженерные навыки. А мы хотим максимально упростить работу пользователю, чтобы каждый по нашей инструкции мог все настроить — понадобится только задать две команды в g-code — g29, g30, и принтер сам все сделает.

Если люди не понимают, для чего им это нужно, то и покупать вещь тоже не будут. А нам удалось донести идею, для каких задач используется 3D-принтер, так что сейчас у нас 26 заказов

О моделировании

Мы не занимаемся софтом для моделирования, но можно самим сделать модель в 3DMax или Blender, например. Программ хватает, главное, чтобы модель была в stl-формате.
К тому же в интернете огромная библиотека 3D-моделей — можно найти что угодно и подогнать под нужный размер. Существует софт, который может воссоздать черты лица по двум фотографиям, в США это вообще очень популярная тема — люди заказывают фигурки со своим лицом.

О просьбах

Помню, мама попросила сделать ей мыльницу — ну как тут отказать? Сделал, стоит уже полгода, не развалилась, функцию свою выполняет. Еще распечатал цветочные горшки, для бабушки сделал вазу для цветов. Друзья просили сделать игрушки для детей.

О будущем

Тема с печатью домов мне очень нравится — она действительно интересна, правда, пока плохо отлажена. Мне кажется, что печатать дома — это быстро и практично, но над этим еще надо работать. Пока не знаю, в каком направлении — если бы знал, вплотную занялся бы этой идеей.
Мой прогноз таков: бум на принтеры случится через 2–3 года. Пока эта тема не так распространена, потому что для повсеместной работы с 3D-принтерами чего-то не хватает — и непонятно, чего именно. Но когда это «что-то» найдут — бум обязательно произойдет.