Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №01 за 2008 год
В вопросах поиска пищи пасюки проявляют невероятную изобретательность. Вынуть еду из стеклянной банки — задача из разряда несложных. Главное — построить пирамиду нужной высоты
В 1770-х годах серые крысы проникли в Америку, затем в Австралию, Новую Зеландию, Западную Африку... Завоевание планеты продолжалось и в ХХ веке: в 1940-х годах пасюки проникли в города Средней Азии и Южной Сибири (Барнаул был заселен животными за пять лет, примерно с такой же скоростью они размножились и в Ташкенте). В 1950-х впервые появились в канадской провинции Альберта, в 1980-х прорвались в Таджикистан и Ферганскую долину. На настоящий момент на Земле пока еще существуют довольно обширные области, куда пасюки не добрались, но, вероятно, свободными от них скоро останутся лишь Антарктида, безлюдные районы Арктики, а также некоторые острова.
Впрочем, это завоевание довольно условно: в большинстве мест крысы не расселяются по всей территории, а держатся рядом с человеком. И лишь в местах с теплым климатом (например, в Закавказье) грызуны иногда возвращаются в природу, создавая городки-колонии по берегам водоемов. В наших краях подобные колонии существуют в режиме дачных поселков — они обитаемы только в теплую часть года, на зиму крысы уходят в человеческое жилье. Их страшит не холод, а невозможность прокормиться: там, где еды достаточно, пасюк спокойно переносит самые лютые морозы. На мясокомбинатах крыс неоднократно находили в морозильных камерах: они жили внутри замороженных туш, питались одним мясом, а из распушенных жилок самки строили гнезда и рожали в них детенышей — при температуре –18 градусов!
Понятно, что зверь, способный выжить в таких условиях, легко осваивает любые городские места обитания. Правда, пасюкам неуютно на высоте: после 8 — 9 этажей они обычно не встречаются. (Поэтому в некоторых захваченных ими городах на верхних этажах сохранились популяции черной крысы.) Зато подвалы и любые коммуникации — от линий метро до электрических кабелей — для них просто родная стихия. Благодаря своей тяге к воде они облюбовали и канализацию, где не живут больше никакие городские грызуны. Всевозможные кампании по истреблению пасюков позволяют в лучшем случае временно снизить их численность или ненадолго отвоевать у них конкретную территорию.
В 1981 году английский палеонтолог и популяризатор Дугал Диксон выпустил книгу «После человека», по сюжету которой люди истребили всех сколько-нибудь крупных животных, а затем исчезли сами. Уцелевшие представители фауны принялись заполнять освободившиеся ниши, бурно эволюционируя и порождая причудливые формы. В частности, самым универсальным, распространенным и успешным хищником мира Диксона стало волкоподобное существо — прямой потомок серой крысы. Глядя на нее сегодняшнюю, в это нетрудно поверить.
Борис Значков
Фабрика в каждый дом
Сегодня уже никого не удивляют принтеры, воссоздающие на бумаге сколь угодно сложные изображения. Некоторые из них наносят рисунок в несколько слоев. Если развить эту идею и научить печатную головку многократно накладывать друг на друга слои вещества, то изображение станет рельефным. Именно этот принцип лежит в основе 3D-фабрикаторов, иначе — фабберов, устройств, способных по командам компьютера создавать детали почти произвольной формы. А некоторые изделия со сложной внутренней геометрией вообще затруднительно изготовить другим способом
В1984 году американский инженер Чак Халл (Chuck Hull) запатентовал принцип стереолитографии, который сегодня стал самой известной технологией трехмерной печати. Основанный на ней фабрикатор состоит из камеры синтеза, лазерного блока и управляющего компьютера, который по трехмерной цифровой модели объекта строит набор его послойных сечений и управляет механическими узлами устройства. Синтез начинается с того, что камера заполняется жидким светоотверждаемым полимером (вроде тех, что используются для зубных пломб). Под самой поверхностью жидкости, на глубине в доли миллиметра — это толщина первого слоя синтезируемого объекта — располагается стальная платформа-элеватор. Затем лазерный луч сканирует поверхность полимера в соответствии с текущим сечением модели, и жидкость под действием света переходит в твердую фазу. По завершении сканирования первого слоя элеватор немного опускается и лазерное сканирование повторяется. При наличии в геометрии объекта нависающих частей для их поддержки в процессе синтеза создаются тонкие опорные элементы, которые потом удаляются. Сформированный объект обрабатывается мощным ультрафиолетовым излучением для достижения максимальной прочности.
Данная технология реализована в устройствах американской компании 3D Systems. Аналогично работают фабберы японских фирм CMET, D-MEC, Mitsui, Teijin Seiki и германских EOS, Fockele & Schwarze. Обычно так изготавливают модели различного оборудования на стадии разработки дизайна. Но сфера применения фабберов гораздо шире, а эксперты насчитывают более трех десятков различных технологий, лежащих в основе их работы. Большинство из них похожи и порождены в основном для обхода чужих запатентованных решений, но каждая характеризуется своим набором материалов, точностью и быстротой изготовления деталей. Пока трудно сказать, какие из них победят в конкурентной борьбе.
В целом возможности технологии Z Corporation выходят за рамки концептуального моделирования. Например, детали, пропитанные специальной смолой ZR10 (цианоакрилат), могут служить мастер-моделями для литейных форм. А на гипсовые и крахмальные детали можно нанести токопроводящее гальванопокрытие и использовать для отработки конструкции внутрикорпусных антенн сотовых телефонов.
Волшебная нить
Сплавляющее экструдерное осаждение (Fused Deposition Modelling, FDM, дословно: «моделирование распределением расплава»), одна из самых популярных фаббер-технологий, было изобретено в 1989 году Скоттом Крампом (Scott Crump), соучредителем американской компании StrataSys. Пластмассовая, воскообразная или эластомерная нить расходного материала сечением 0,05 миллиметра и более подается в локально разогреваемую область в экструдере (сопле), разжижается, осаждается на поверхность и мгновенно затвердевает. Управляемое компьютером движение экструдера приводит к построчному формированию трехмерного объекта. Для создания нависающих элементов служит второй экструдер, подающий воск для элементов поддержки, которые потом удаляются. Наряду с промышленными устройствами StrataSys выпускает по FDM-технологии 3D-принтеры, способные создавать изделия любого цвета за счет использования нескольких цветных материалов (белого, синего, желтого, черного, красного и зеленого). В 2006 году из трех тысяч 3D-принтеров, проданных в мире, свыше половины были поставлены компанией StrataSys.
Сотворение из порошка
Технология селективного лазерного спекания (Selective Laser Sintering, SLS) отличается от стереолитографии тем, что объект создается не в жидкой, а в порошковой среде. Подвижный картридж насыпает на горизонтальную платформу тонкий слой мелкодисперсного порошка, а мощный лазер сканирует соответствующее сечение объекта, вызывая размягчение и спекание частиц. Затем из картриджа укладывается новый слой порошка. По окончании синтеза незадействованный порошок можно использовать повторно. Достоинство этого метода состоит в том, что для формирования нависающих элементов не нужны поддерживающие элементы, поскольку изделие покоится в порошковой среде.
Метод запатентовал в октябре 1986 года студент-магистрант Техасского университета Карл Декард (Carl Deckard). В своей разработке он отталкивался от предложенного в 1971 году французом Пьером Сиро (Pierre Ciraud) порошкового процесса, в котором частицы постоянно подаются в зону работы лазеров. Первая коммерчески успешная машина Sinterstation 2000, появившаяся в 1992 году, создавала из воска или поликарбоната объекты диаметром до 305 миллиметров и длиной до 410 миллиметров. Современные установки подобного типа используют также поливинилхлорид, нейлон, керамику и даже металл — главное, чтобы вязкость вещества уменьшалась при нагреве. В некоторых моделях вместо лазера применяется тонкий пучок электронов или плазмы.
Модели будущих углеродно-волоконных офисных зданий, изготовленные методом селективного лазерного спекания
Серьезный недостаток лазерного спекания — необходимость вести процесс в герметической емкости, заполненной инертным газом, чтобы избежать возгорания порошка и утечки токсичных газов, выделяющихся при твердотельном синтезе. В новом комплексе Sinterstation Pro компании 3D Systems, способном создавать детали размером более полуметра (максимум 550х550х750 мм), все процедуры осуществляются автоматически, а необходимый для создания инертной среды азот выделяется из окружающего воздуха. Стоит такая установка свыше миллиона долларов.
