Лаборатория доктора Джошуа Пирса из Технологического института Мичигана - одна из самых замечательных исследовательских организаций, связанных с 3D-печатью, с которыми я знаком. Если Pearce Research Group не доказывает, насколько рентабельной может быть 3D-печать для научных исследований или для среднего потребителя, она разрабатывает стандарты в области вторичной переработки и добросовестной торговли, поскольку они применяются к этой все более актуальной технологии. Тем временем Пирс и его ученики постоянно разрабатывают недорогие методы с открытым исходным кодом для новых технологий 3D-печати, включая экструдеры из переработанных нитей и металлические 3D-принтеры стоимостью менее 2000 долларов. Доктор Пирс сейчас занимается обширной и важной областью сельского хозяйства.
В статье под названием «Применение 3D-печати с открытым исходным кодом на малых фермах», опубликованной в журнале Organic Farming, хороший доктор исследует способы, которыми 3D-печать с открытым исходным кодом может помочь органическим фермерам, в частности в развивающихся странах доступ к недорогим сельскохозяйственным инструментам. Прежде чем исследовать конкретные экономические преимущества технологии, статья начинается с обзора сельскохозяйственного оборудования с открытым исходным кодом, пригодного для 3D-печати, из пяти различных категорий: 1) ручные инструменты, 2) пищевая промышленность, 3) содержание животных, 4) управление водными ресурсами и 5) гидропоника.. В дополнение к описанию более простых устройств, таких как сборщики яблок, лопаты, мясорубки, кормушки для цыплят и системы гидропоники от 3Dponics, в статье рассматриваются возможности печати механических инструментов из PLA, включая более сложные проекты 3D-печати, в том числе герметики для печати прокладок и, даже устройства для проверки качества воды, которые полагаются на недорогую готовую электронику.
Глядя на каждое устройство (и 3D-печать их с помощью собственного MOST Delta RepRap от Pearce Research Group по цене материалов менее 450 долларов), Пирс описывает преимущества, которые они могут иметь для фермеров во всем мире., с упором на развивающиеся страны. К таким преимуществам относятся использование распечатанного на 3D-принтере патрубка для систем капельного орошения для повышения урожайности, возможность разделки и снятия шкуры с домашнего скота с помощью распечатываемого на 3D-принтере приспособления для уборки со сменным лезвием, а также повышение эффективности полива с помощью распечатываемого на 3D-принтере патрубка для капельного орошения. Описывая напечатанную на 3D-принтере кормушку для кур, он объясняет:
в развивающихся странах птицеводство является популярным проектом среди мелких органических фермеров, поскольку прибыль может быть получена в течение короткого периода времени (приблизительно 1,5-2 месяца). К сожалению, многие из этих проектов терпят неудачу из-за вспышек заболеваний. Болезнь приводит к большому количеству падежа домашней птицы и низким показателям производства как яиц, так и мяса, что может привести к финансовым потерям и без того бедных фермеров, а также повысить уровень инфицирования людей. Большинство болезней кур передаются через зараженные куриные отходы. Соответствующие держатели для куриного корма могут помочь изолировать корм от зараженных фекалий, сводя к минимуму вспышки заболеваний. Таким образом, после того, как кукуруза очищена с помощью распечатки в разделе 3.2, а затем измельчена, ее можно скармливать цыплятам с помощью распечатываемых на 3D-принтере подставок для корма для кур (рис. 10). Это повышает экономическую эффективность выращивания птицы за счет увеличения выхода, но также снижает инвестиции в лечение больных птиц.
Пирс неоднократно заявлял в нескольких исследованиях, сколько люди могут сэкономить за счет 3D-печати собственных товаров, будь то потребительские товары или научное оборудование. В этой статье он применяет ту же экономическую теорию к сельскохозяйственным орудиям, утверждая, что «все они предлагают преимущества в прямых затратах по сравнению с приобретением коммерческих эквивалентов. Затем он предполагает, что при использовании переработанных материалов с помощью робота-рециклера «экономическое преимущество распределенного производства на основе RepRap увеличивается в десять раз». Пирс даже отмечает, что при 3D-печати некоторых предметов 3D-принтер с открытым исходным кодом может окупить себя, говоря: «Хотя одна платформа для тестирования воды (рис. 6) окупает весь 3D-принтер в 4-8 раз, сотни ирригационных кольев (рис. 18) необходимо напечатать, чтобы покрыть капитальные затраты на 3D-принтер. Кроме того, очевидно, что намного проще обосновать капитальные затраты на принтер, если робот-утилизатор доступен либо на ферме, либо локально».
Хотя я скучаю по сравнению цен на 3D-печатные инструменты и их коммерческие эквиваленты, которые можно увидеть в его статье о 3D-печатных потребительских товарах, преимущества сельскохозяйственных инструментов, напечатанных на 3D-принтере, нетрудно не заметить. Пирс указывает: «Примерно треть органически управляемых земель в мире (т.е. 11 миллионов гектаров) находится в развивающихся странах, и почти половина мировых производителей органической продукции находится в Африке. В частности, в развивающихся странах эти фермы принадлежат относительно бедным землевладельцам». Таким образом, 3D-печатные инструменты с открытым исходным кодом могут помочь этим фермерам получить необходимые инструменты по более низкой цене. А использование 3D-принтера на солнечных батареях, например, разработанного в лаборатории Пирса, может помочь «более 1,2 миллиарда человек (приблизительно 20% населения мира), не имеющих доступа к электричеству», получить те же преимущества, что и те, у которых есть доступ к электричеству.
Конечно, в этой области предстоит еще много работы, включая улучшение материалов, увеличение количества и организации 3D-печатных сельскохозяйственных инструментов, улучшение программного и аппаратного обеспечения для 3D-печати, а также достижения в области 3D-принтеров на солнечных батареях. Но, в частности, Исследовательская группа Пирса уже работает над этим, как сказал мне доктор Пирс:
Это часть нашего продолжающегося исследования по созданию соответствующей технологии с открытым исходным кодом (OSAT) с помощью 3-D принтеров RepRap. Большинство людей, которые больше всего нуждаются в OSAT, - это мелкие фермеры. RepRap созрели, и сообщество производителей уже завершило достаточно полезных проектов, которые мы хотели продемонстрировать сообществу органического земледелия, что технология, возможно, заслуживает внимания. По мере того, как все больше фермеров присоединяются к клубу 3D-принтеров, мы можем сидеть сложа руки и наслаждаться сетевым эффектом. читая эту статью).
С учетом ежедневного развития различных недорогих металлических 3D-принтеров, вскоре металлические компоненты также станут реальным вариантом. Такие группы, как Open Source Ecology, будут делиться полными цифровыми планами полномасштабного сельскохозяйственного оборудования в открытом доступе, которое фермеры могут изготовить сами с помощью 3D-принтеров. Это довольно захватывающее потенциальное будущее, и мы недалеки от того, чтобы воплотить его в жизнь.