Эксперименты с пластмассовыми стреляющими устройствами напугали правоохранителей
Технология 3D-печати развивается стремительно, и уже через пару-тройку лет 3D-принтер станет такой же обычной вещью, как принтер лазерный, сканер и персональный компьютер. И многих взволновала возможность бесконтрольной «распечатки» огнестрельного оружия. Что же такое 3D-технологии, как они работают, насколько опасны «распечатанные» пистолеты и не обрушится ли на планету шквал «самопалов»?
Тайны технологии
Как наносится кремовый рисунок на бисквитный торт? Кондитер сворачивает кулек, наполняет кремом и зажимает. Если надавить, в отверстие в форме звездочки с острого конца будет выползать на торт струйка крема, имеющая профиль звездочки. Меняя насадки, можно делать надписи и розочки. А теперь представьте, что руку кондитера заменили механической, и она движется в соответствии с компьютерной программой. Именно так в европейских кондитерских сейчас делают рисунки и надписи на подарочных шоколадных плитках. А можно так делать и шоколадные фигуры. Если же заменить шоколад специальным порошком быстро твердеющего пластика, можно будет печатать тарелки, чашки, игрушки, шахматные фигурки и прочую бытовую мелочевку. Через несколько лет это будут делать многие, а в Интернете будет полно пиратских, и не только, оцифровок всего на свете. Кстати, в ближайшее время «Макдоналдсы» планируется оснастить 3D-принтерами для распечатывания игрушек.
Сейчас цена на бытовые 3D-принтеры варьируется от 1,5 до 8 тыс. долл. Но можно такой принтер собрать и самостоятельно, чертежи и программное обеспечение опубликованы в Интернете. Недавно группа разработчиков из Новосибирска выложила в открытый доступ информацию о сборке разработанного ими 3D-принтера SibRap. Для печати объектов в принтере используется расплавленная нить из ABS-пластика. Стоимость деталей разработчики оценивают в 20 тыс. руб.
Крупнейшая аналитическая компания в сфере информационных технологий Gartner предсказывает рост производства 3D-принтеров. Мировые поставки 3D-принтеров ценой до 100 тыс. долл. в 2013 году вырастут на 43% и достигнут общего объема в 412 млн долл. Компании потратят в 2013 году на покупку 3D-принтеров 325 млн долл., а частные лица – 87 млн. В 2014 году аналитики компании прогнозируют рост поставок на 62% – до 669 млн долл. по сравнению с 2013 годом. Поставки 3D-принтеров в штучном выражении в 2013 году вырастут на 49% – до 56,5 тыс. штук. В 2014 году рост составит 75% – до 98 тыс. устройств по сравнению с 2013 годом, а в 2015 году количество поставленных 3D-принтеров удвоится. Gartner также прогнозирует, что в ближайшие несколько лет цена на 3D-принтеры снизится. Это связывается с ростом конкуренции и появлением новых производителей.
Прочностные характеристики
Американское бюро алкоголя, табака, огнестрельного оружия и взрывчатых веществ (ATF) провело испытание первого «печатного» пистолета The Liberator. Выяснилось, что пистолет из пластика фирмы VisiJet разлетался на куски во время первого, максимум – второго выстрела. Более дорогой материал для 3D-печати – ударопрочный акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), из которого делают детали автомобилей, выдержал восемь выстрелов. На девятом The Liberator разорвало в клочья.
Кроме того, выяснилась зависимость прочности пистолета от характеристик 3D-принтера. Создатель The Liberator Коди Уилсон использовал промышленный принтер Stratasys Dimension SST 3D, который был приобретен на торговом интернет-портале eBay за 8 тыс. долл. Естественно, принтер был б/у. Себестоимость пистолета на нем равнялась 37 долл. На дешевых бытовых принтерах себестоимость можно снизить до 25 долл., но взрывается такой пистолет при первом выстреле.
 |
| Детали, изготовленные на 3D-принтере. Источник: 4pda.ru |
Чтобы «распечатать» какой-либо предмет, необходимо иметь его 3D-чертежи, электронную модель или оцифровать его с помощью 3D-сканера, создав специальный файл. Для этого служит лазерный сканер – высокоточный инструмент, считывающий поверхность предмета лазерным лучом. Если какие-то стороны предмета недоступны, предмет поворачивают, а затем с помощью специальной компьютерной программы «склеивают».
На сканируемый предмет помещают специальные светоотражающие метки – позиционные точки, которые позволяют лазерному лучу точно ориентироваться в пространстве, не искажать сканируемую поверхность. 3D-сканер с точностью позиционирования до 0,1 мм стоит в настоящее время в России 2–2,5 млн руб. То есть доступен, мягко говоря, не каждому. Сканирование происходит в темноте, поскольку на свету лазерный луч теряется и камера аппарата не «ловит» отраженный сигнал. Время сканирования зависит от сложности объекта. Сложный рельеф, наличие мелких выступов требуют высокой точности сканирования, поэтому оно может длиться несколько часов. И требует огромную память компьютера. Точно так же для дальнейшей обработки файла необходим мощный компьютер, а не рядовой ноутбук. Обработка занимает в несколько раз больше времени, чем сканирование. Пользователи бытовых сканеров не могут сканировать предметы, поэтому они могут использовать только готовые файлы, скачанные из Интернета, либо осваивать компьютерное 3D-моделирование и создавать такие файлы самостоятельно, как это было с первым отпечатанным пистолетом.
Первые образцы
В июле 2012 года один из членов интернет-форума AR15, посвященного одноименной автоматической винтовке, под ником Have Blue использовал 3D-принтер Stratasys (довольно старая конструкция 1990-х годов) для изготовления оружия калибра 22 – малокалиберного патрона кольцевого воспламенения 5,6 мм. Речь идет о напечатанной нижней части ствольной коробки (lower receiver). Замена «родной» детали на напечатанную не ухудшила стрельбу – Have Blue сделал более 200 выстрелов, чтобы убедиться. Затем он отпечатал верхние части ствольной коробки (upper receiver), где размещается затвор с возвратной пружиной и ствол, для винтовки AR15 калибра 223. Материала пошло на 30 долл. Но в этом случае механизм винтовки прекратил работу. Возникли проблемы с подачей патронов и выбросом стреляных гильз.
 |
| Пистолет, основные компоненты которого созданы из пластика и распечатаны при помощи 3D-принтера. Кадр: YouTube |
| Источник: YouTube |
Первый в мире пистолет, отпечатанный на 3D-принтере, разработан в компании Defense Distributed, принадлежащей студенту юридического колледжа Коди Уилсону. Будущий юрист не нарушил ни одного американского закона. Он зарегистрировал фирму и получил лицензию на производство оружия. На разработку понадобился год. Модель получила название «Освободитель» в честь однозарядных пистолетов, которые тысячами сбрасывали с американских самолетов на территорию Франции во время Второй мировой войны. «Однозарядное оружие самоубийц» ни разу не было использовано против немцев, но получило широкую известность.
Пластиковый пистолет состоит из 15 деталей, сделанных с помощью 3D-принтера Stratasys Dimension SST. В том числе из пластика изготовлены и две спиральные пружины. Заряжается пистолет патроном калибра 9 мм во время сборки. Чтобы перезарядить, пистолет необходимо почти полностью разобрать и собрать снова. Ствол длиной всего в пару сантиметров – гладкий, без нарезов. В конструкции имелась единственная металлическая часть – боек, сделанный из гвоздя.
Боевые качества этого неказистого, если не сказать уродливого, пистолета оказались близки к нулю. Одна технологическая тонкость, о которой почему-то редко вспоминают. Пластиковые детали для придания прочности необходимо прокипятить в ацетоне. При испытании первый выстрел прошел успешно. Во время второго произошла осечка. А для третьего – зарядили винтовочным патроном, и пистолет разорвало в клочья.
Пистолет был показан в Интернете в мае 2013 года. Одновременно на сайте Defense Distributed были выложены для свободного доступа чертежи с 3D-файлами деталей. Их скопировали сотни тысяч пользователей. И хотя Уилсон по требованию властей изъял чертежи с сайта, их можно найти в Интернете. Спустя некоторое время появилась улучшенная модель Lulz Liberator, изготовленная из более прочного пластика и с нарезным стволом. Этот образец выдержал восемь выстрелов.
Кому это надо?
В США имеется, а можно уже сказать, имелся закон о незаметном огнестрельном оружии от 1988 года (Undetectable Firearms Act), действующий до 9 декабря 2013 года. Он запрещает оружие, которое не улавливается металлодетектором. Поэтому в пластиковом оружии с 3D-принтера используется стальной боек или вставляется специальная металлическая пластина. С 10 декабря 2013 года пластину можно на законных основаниях выбросить, а боек из гвоздя заменить керамическим.
Появление оружия из 3D-принтера вызвало паническую реакцию у ряда политиков. Они усмотрели в этом повод для роста преступности и терроризма. И это в США, где на руках у граждан миллионы стволов, включая нелегальные. Скорее всего панику поднимают политики, которые хотят пропиариться.
Однако со стороны федеральных властей конкретных шагов в сторону введения запрета на печатаемое оружие сделано пока не было. Лишь городским советом Филадельфии 21 ноября 2013 года введен запрет. Сделано это превентивно, поскольку никакой информации о количестве 3D-принтеров в городе, объемах печати оружия и его использовании городской совет не имеет. Такой статистики вообще нет в США. Как до сих пор нет ни одного случая использования подобного оружия.
Нет и выполненной по всем правилам экспертизы боевых качеств пластиковых распечаток. Полиция после нескольких экспериментов пришла к выводу, что энергии выстрела The Liberator достаточно, чтобы пуля пробила череп. Однако это не означает смерть. Нет элементарной информации о скорости пули и об энергии выстрела в джоулях. А без этого все рассуждения об опасности – лишь досужие домыслы.
Подобные пистолеты стоит называть самодельным стреляющим устройством. Таких простых и дешевых устройств кустарного производства в мире полно. В Пакистане в маленьких мастерских сделают любую модель, включая автомат Калашникова. Из металла, а не из пластика.
Металлический пистолет тоже можно распечатать. В начале ноября 2013 года американская компания Solid Concepts «распечатала» полностью металлическую действующую модель армейского пистолета «Браунинг» M1911 калибра 45 ACP. Использовался метод прямого металлического лазерного спекания (Direct Metal Laser Sintering, DMLS) из нержавеющей стали марки 17-4PH, инконеля (жаропрочный сплав никеля с хромом и железом) марки 625 и титана Ti6Alv4. Отпечатанную модель назвали 1911 DMLS.
Пистолет состоит из 33 деталей, полученных по технологии DMLS, кроме пружин. Их таким способом сделать нельзя, потому что металл из 3D-принтера полностью лишен такого качества, как упругость. При испытании пистолет выдержал 50 выстрелов.
Проблема в структуре металла. 3D-принтер DMLS использует мелкодисперсный порошок металлов. Порошок, точнее, металлическая пыль, ровно заполняет лоток. Сверху по нему ходит луч лазера, спекая металл слоями в 20 микрон. Когда слой напечатан, специальное устройство погружает его в лоток, а сверху образуется снова тончайший слой порошка. В результате полученная деталь имеет ориентированную вертикально волокнистую структуру металла. Если обычную деталь попробовать отогнуть плоскогубцами, она будет гнуться, если приложена достаточная сила. Распечатанная деталь будет легко выкрашиваться отдельными кубиками. Поэтому после нескольких десятков выстрелов пистолет начинает разваливаться.
Однако технологиям 3D-печати предсказывают большое будущее в промышленности. Во-первых, это позволит развиваться мелким компаниям, испытывающим недостаток мастеров высокой квалификации. В Японии уже так производят некоторые автомобильные детали сложных форм, которые трудно создать с помощью привычных технологий обработки.
Компания Rolls-Royce рассматривает возможность применения 3D-принтеров для изготовления некоторых компонентов новых авиационных двигателей. Методом лазерного спекания предполагается изготавливать сложные в обычном производстве, особенно в мелкосерийном, металлокерамические детали.
3D-технологии бурно развиваются. Появился метод аддитивного производства. В таком принтере лазерный луч мощностью 200 ватт не спекает, а, наоборот, отсекает от заготовки лишний металл. Более дешевыми способами на западных предприятиях изготавливают пресс-формы, высокоточные лекала и прочие шаблоны.
Совсем недавно представлен проект 3D-принтера для печати электронных схем. Для этого используется специальный состав на основе серебра для создания тончайших проводящих дорожек. При этом в качестве подложки могут использоваться различные типы пластиков, стекло, бумага, дерево, силикон и даже ткань.
Что касается автомата Калашникова, то ему еще долго не будет грозить массовое трехмерное тиражирование. В принципе напечатать можно, но в качестве театрального реквизита или музейного экспоната. Поскольку у него не будет главного качества АК – неприхотливости и потрясающей надежности.
Виктор Мясников
