3D-udskrivning og hurtig prototyping: Fremtid eller fad?

Reklame

Hvad gik gennem dit sind, første gang du så 3D-udskrivning i aktion? Tænkte du bare, ”Hej, det er moderat cool. Åh se, et egern ”? Eller troede du, ”Wow. Jeg kunne bygge noget med det! ” Det faktum, at du læser denne artikel, betyder, at det er sikkert at antage, at du hører til sidstnævnte gruppe.

Er det dog bare 'cool'? Er det bare den næste store ting som at flyve biler og måltider i en pille? Dette er potentielt virkelig nyttige ting, men alligevel blev de aldrig mainstream. Er det sådan, det vil gå ned til 3D-udskrivning? Nogle ting som Personlige Digital ENssistants (PDA'er) og Walkman-kassettspillerne sprang fra modet til trend, men forsvandt stadig. Hvorfor?

Hvad skaber en fad?

Hvad er det der får en eksplosivt forstyrrende teknologi til at vare, mens andre forsvinder eller aldrig kommer ud af porten? Der er flere kriterier for det, end vi muligvis kan udarbejde, og mange af dem kan bare ikke måles, ligesom de 'seje' eller heldfaktorer. I sidste ende bestemmer tiden sig.

Så hvad skete der med PDA? Man kunne hævde, at de var lidt foran deres tid. Computere var bare ikke overalt, som de er i dag, og en papir-dagsplanlægger gjorde alt, hvad de fleste mennesker havde brug for, mindst lige så hurtigt. Så faktisk behov og brugervenlighed var der ikke.

Walkman var imidlertid let at bruge, og folk ville virkelig kunne lytte til deres yndlingsmusik, privat og overalt. Der gik intet imod Walkman, indtil musikken blev ændret. Cd'er fulgte med, og derefter steg internetets stigning, og MP3'erne begyndte at gøre kassettebåndet og cd'en irrelevant. Teknologi overgik lige den bærbare båndafspiller, og den udviklede sig til MP3-afspillere, som blev assimileret til de smartphones, vi elsker i dag.

Vil disse slags ting ske med 3D-udskrivning og hurtig prototype? Medmindre vi kan udskrive en fungerende krystalkugle eller TARDIS, er der ingen måde at vide med sikkerhed. Vi kan kig ind i fortiden. Ifølge mindst en bajillion forskellige historikere og filosoftyper, kan historie hjælpe os med at forudsige fremtiden.

Hvorfor prototype alligevel?

Hele ideen om at designe og prototype objekter er at tage vores ideer og gøre dem virkelige, se om de fungerer og derefter ændre designet til at blive bedre. Så prototype vi det igen, ser, om det fungerer, og ændrer derefter designet til at blive endnu bedre. Dette er feedback loop. Designere, skabere, fabrikanter, kunstnere og opfindere følger alle denne proces.

Prototype i fortiden

Tidligere skulle en person tegne sin idé og foretage ændringer på papiret. Derefter valgte de et medium, hvor de skal fremstille emnet - træ, metal, plast, uanset hvad. Så brugte de meget tid på at arbejde og bearbejde, mejle og forme, indtil de fik, hvad de troede var en ret god prototype. Når de er færdige, ville de teste det for at se, om det var så godt som muligt. Hvis ikke, var det tilbage til tegnebrættet. Ved at gennemgå denne proces kun tre eller fire gange, kunne det bogstaveligt talt tage et år, indtil de havde noget, de var tilfredse med. Tid er penge, ikke?

Tegningens del af processen var let at forbedre. Vi kom med standardiserede udarbejdelsesteknikker og værktøjer. Til sidst havde vi computere og software, så udarbejdelsen var hurtigere og det var lettere at foretage ændringer. Men fremstillingsdelen udviklede sig ikke meget. Det blev ikke bedre med de spring og grænser, som udkastet havde.

Folk prøvede dog. Der er patenter til måder at skabe 3D-genstande tilbage til slutningen af ​​1800-tallet, men ingen af ​​dem var enkle, alsidige eller overkommelige nok til at blive masseproduceret.

Photosculpture

En metode opfundet af François Willème og patenteret i 1864 var fotoskulpturen. Selvom det hovedsageligt blev brugt til kunstneriske formål, var ideen der for at tage et objekt og hurtigt kopiere det, hvis ikke rent faktisk skabe det. Se denne video af processen, der blev udført i 1939 af Marcus Adams. Selv i dag er det ærefrygtindgydende.

CNC og fræsning

I 1940'erne Numerically Controlled (NC) fræsemaskiner kunne læse stempelkort og automatisk skære designet ud af en del af metal eller træ. Dette kan betragtes som starten på 3D-udskrivning.

I 1951 blev a Computer Numeric Control (CNC) mølle blev fremstillet ved Massachusetts jegnstitute of Technology (MIT).

CNC-møller blev bedre og mindre, men var stadig for store eller dyre for alle andre end producenter til at bruge. Den høje hastighed af de specielt designet og superskarpe møllebits var også farlig, hvis de går i stykker, og de bryder ofte nok. Der var intet, der kunne bruges i et forholdsvis lille rum, sikkert, og var rimeligt overkommeligt indtil for nylig. Se på denne.

Rigtig 3D-udskrivning

I slutningen af ​​1970'erne til begyndelsen af ​​1980'erne kom et par smarte mennesker med en idé til tredimensionel trykning ved hjælp af polymerharpiks og lys. At være Mitsubishi Motors hjernebarn i 1972, det tog indtil 1981, før Hideo Kodama fra Nagoya Municipal Industrial Research faktisk gjorde det. Det fungerede ved at have en spand harpiks langsomt bevæge sig ned, mens lasere blev rettet mod den fra toppen og fra den ene side. Hvor laserne mødtes, hærdet polymerbøjlen. På få minutter kunne du have en harpiksmodel af et design, der var i dit hoved lige den morgen.

Den følgende video viser dig, hvad der sker i en fotopolymer 3D-printer. På udkig efter en mere en grundig forklaring af, hvordan 3D-udskrivning fungerer Hvad er 3D-udskrivning, og hvordan fungerer det nøjagtigt?Forestil dig, om du kunne udskrive tredimensionale objekter direkte fra en printer i dit hjem. Da jeg var barn i folkeskolen, troede jeg, det ville være fantastisk, hvis jeg kunne udskrive pizzaer ... Læs mere ? Det har vi også.

Du kan se, at denne metode muligvis ikke er ideel til brug derhjemme. Selvom fotopolymer 3D-udskrivning er frygteligt nøjagtig, kan det være lidt rodet, hvis din kat banker printeren over.

Så kom med FBrugt Deposition Modeling (FDM) udskrivning. For at sætte det i enkle udtryk er det en printer, der sprøjter ud (indskud) smeltet plast lidt ad gangen. Plastikken skal være varm for at sprøjte gennem en lille dyse, så den klæber fast (sikringer) pænt til det lag plastik, der tidligere sprøjtes ud. Dette sker lag efter lag, indtil du har et tredimensionelt objekt eller model. Du kunne gøre det samme med varm limpistol, hvis du havde nerver af stål og Gandhis tålmodighed. Eller hvis ikke, så tjek 3Doodler 3D-printerpen 3Doodler 3D Pen Review og Giveaway3Doodleren er en pen, der trækker i 3D-plastik. Betydning, du er ikke begrænset til at tegne på papir - du kan også trække i luften. Læs mere .

Her er en video af en MakerBot FDM-printer i aktion. MakerBot er en af ​​de største spillere i at bringe 3D-udskrivning til masserne. Deres printere er små nok til at bruge derhjemme og overkommelige for mange mennesker. Men ikke mig endnu.

Prototypingstilstanden

Med 3D-udskrivning, CNC-fræsning og andre teknologier, der bliver billigere, mere præcise og lettere at bruge, kan næsten enhver gøre deres idé til noget, de kan holde i hånden. Dermed kan folk, der har gode ideer, bringe opfindelser og produkter til markedet, som måske aldrig har gjort det. Som denne eksoskelet-ting på billedet herunder. Ser cool ud, ingen idé om, hvad det gør.

Idet kunstnere og DIY-samfund fortsat tager til 3D-udskrivning, ser vi eksponentiel tilpasning.

”Hver dag har flere mennesker adgang til 3D-udskrivningsteknologi takket være open source-hardware DIY-klubber, hacker- og maker-rum og Maker Faires Fire grunde til, at du skal besøge dit lokale Hackerspace Læs mere at (holde) dukker op i byer over hele kloden. Gode ​​internationale eksempler er Wevolver i London og Amsterdam, FabLab'erne og for nylig 3D-hubs netværk, der voksede fra at forbinde et par hundrede 3D-printere til mere end 7.000 på mindre end et års tid. ” noter Rudy de Waele, Teknologiinnovationsstrateg og forfatter / kurator af Shift 2020.

3D-udskrivning som forretningsmodel

Lige nu er der tusinder, hvis ikke millioner, af filer på Internettet, som du bare kan indlæse i din 3D-printer og fremstille varen. Du behøver ikke engang at vide, hvordan man designer noget.

Som Richard A. D’Aveni forklarer i Harvard Business Review-artiklen, 3D-udskrivning ændrer verden,

”Efterhånden som anvendelsen af ​​teknologien udvides og priserne falder, er den første store implikation, at flere varer vil blive fremstillet på eller tæt på deres køb eller forbrugspunkt. Dette kan endda betyde husstandens produktion af nogle ting. (Du betaler for råvarer og IP - softwarefilerne for ethvert design, som du ikke kan finde gratis på nettet.) ”

Hvilken effekt vil det have på servicemarkederne for transport, detailhandel og eftermarked? Det er svært at sige, men hvis det sparer virksomheder og mennesker penge, er det normalt en sikker satsning, de vil få fat på.

Vil det blive eller vil det gå?

Vi har set, at der har været en langvarig efterspørgsel efter 3D-udskrivning, og at det sparer folk tid, energi og penge. Vi har også set, at der er et par måder, hvorpå 3D-udskrivning og prototype kan udføres - CNC-maskiner, fotopolymerer og FDM er kun tre, der er tilgængelige. Så mediet kan ændre sig, men de væsentlige 3D-udskrivningsprocesser fortsætter. Processen bliver også mere bærbar, lettere at udføre og mere overkommelig næsten dagligt.

Måske endnu vigtigere er, at 3D-udskrivning og hurtig prototype åbner døre for folk, der måske ikke har overvejet design eller teknik før. Dave Evans, Futurist fra Silicon Valley siger sådan i 5 eksperter vejer ind for fremtiden for 3D-udskrivning,

”3D-udskrivning gør meget få andre teknologier - det kombinerer kunst og videnskab. Hvilken fantastisk måde at engagere nøglekvinder (og mænd) nu uanset baggrund. ”

Der er endda en $ 100 3D-printer, der snart skal være tilgængelig. Med så meget der går for det, og opfindsomheden med de genstande, der skabes med 3D-udskrivning, ser det bestemt ud som om det er her for at blive hos os, mindst lige så længe som Walkman... hvis ikke længere.

Hvad synes du? Fad eller fremtid? Har du planer om at få en 3D-printer eller CNC-mølle til dig selv? Har du allerede en? Hvis du gør det, hvad bruger du det til? Vil du anbefale andre, der prøver 3D-udskrivning? Fortæl os det nedenunder.

Billedkreditter: Fræsemaskine Via Shutterstock, 3d printer Via Shutterstock, WREX-eksoskelet ved 3D-udskrivning af den fremtidige udstilling på Science_Museum i London, Skriverum, Sony Walkman, Ældre CNC-maskine via WikiMedia, Palm Vx via Flickr