3D-utskrift och snabb prototypning: Framtid eller tappning?

Annons

Vad gick igenom ditt sinne första gången du såg 3D-utskrift i aktion? Tänkte du helt enkelt, ”Hej det är måttligt coolt. Åh se, en ekorre ”? Eller trodde du, "Wow. Jag kunde bygga någonting med det! ” Det faktum att du läser den här artikeln betyder att det är säkert att anta att du tillhör den senare gruppen.

Är det dock bara 'coolt'? Är det bara nästa stora sak som att flyga bilar och måltider i ett piller? Det är potentiellt riktigt användbara saker, men de blev aldrig mainstream. Är det så att det kommer att gå ner för 3D-utskrift? Några saker som Personal Digital ENssistants (PDAs) och Walkman-kassettspelare gjorde hoppet från modet till trend, men blekade fortfarande bort. Varför?

Vad gör en modefluga?

Vad är det som gör en explosionsstörande teknik sist, medan andra bleknar bort eller aldrig gör den ur porten? Det finns fler kriterier för det än vi möjligen kan sammanställa, och många av dem kan bara inte mätas, som de "coola" eller lyckafaktorerna. I slutändan beslutar tiden.

Så vad hände med PDA? Det kan hävdas att de var lite före sin tid. Datorer var bara inte överallt som de är idag, och en pappersdagplanerare gjorde allt som de flesta behövde, minst lika snabbt. Så faktiskt behov och användarvänlighet fanns inte.

Walkman var dock lätt att använda och människor ville verkligen kunna lyssna på sin favoritmusik, privat, var som helst. Det gick ingenting emot Walkman förrän musikens medium förändrades. CD-skivor kom med och sedan ökningen av Internet, och MP3-skivor började göra kassettbandet och CD-skivan irrelevanta. Tekniken överträffade precis den bärbara bandspelaren, och den utvecklades till MP3-spelare, som samlades in i smartphones vi älskar idag.

Kommer sådana saker att hända med 3D-utskrift och snabb prototypning? Om vi ​​inte kan skriva ut en fungerande kristallkula eller TARDIS, finns det inget sätt att veta med säkerhet. Vi kan titta in i det förflutna, dock. Enligt åtminstone en bajillion olika historiker och filosoftyper kan historia hjälpa oss att förutse framtiden.

Varför prototypa ändå?

Hela idén med att designa och prototypa objekt är att ta våra idéer och göra dem verkliga, se om de fungerar och sedan ändra designen för att bli bättre. Sedan prototypar vi det igen, ser om det fungerar och ändrar sedan designen för att bli ännu bättre. Det här är Återkopplingsslinga. Formgivare, skapare, fabrikanter, konstnärer och uppfinnare följer alla denna process.

Prototyper i det förflutna

Tidigare skulle en person skissa ut sin idé och göra ändringar på papper. Då skulle de välja ett medium för att göra föremålet - trä, metall, plast, vad som helst. Då skulle de spendera mycket tid på att arbeta och bearbeta, mejla och forma, tills de fick vad de tyckte var en ganska bra prototyp. När de är klar testade de det för att se om det var så bra som möjligt. Om inte, var det tillbaka till tavlan. Genom att gå igenom denna process bara tre eller fyra gånger kan det bokstavligen ta ett år tills de hade något de var nöjda med. Tid är pengar, eller hur?

Teckningsdelen av processen var lätt att förbättra. Vi kom med standardiserade ritningstekniker och verktyg. Så småningom hade vi datorer och programvara, så utarbetandet var snabbare och det var enklare att göra ändringar. Men tillverkningsdelen utvecklades inte så mycket. Det blev inte bättre med de hopp och gränser som utkastet hade.

Folk försökte dock. Det finns patent på sätt att skapa 3D-föremål från slutet av 1800-talet, men ingen av dem var enkla, mångsidiga eller prisvärda nog för att massproduceras.

photosculpture

En metod uppfann av François Willème och som patenterades 1864 var fotoskulpturen. Även om det mest användes för konstnärliga ändamål, var tanken där för att ta ett objekt och snabbt duplicera det, om inte faktiskt skapa det. Se den här videon om processen som gjordes 1939 av Marcus Adams. Till och med i dag är det inspirerande.

CNC och fräsning

På 1940-talet Numerically Controlled (NC) fräsmaskiner kunde läsa stansningskort och automatiskt hugga designen ur en bit av metall eller trä. Detta kan betraktas som början på 3D-utskrift.

1951, a Cda tor Numeric Control (CNC) fabrik tillverkades vid Massachusetts jagnstitut av Technology (MIT).

CNC-fabriker blev bättre och mindre, men var fortfarande för stora eller dyra för alla utom tillverkare att använda. Den höga hastigheten hos de specialdesignade och superskarpa kvarnbitarna var också farliga om de skulle gå sönder och de bryts ofta nog. Det fanns inget som kan användas i ett ganska litet utrymme, säkert, och var rimligt prisvärt tills mycket nyligen. Ta en titt på den här.

Real 3D-utskrift

I slutet av 1970-talet till början av 1980-talet kom några smarta människor på en idé för tredimensionell tryckning med polymerharts och ljus. Att vara Mitsubishi Motors hjärnsköld under 1972 tog det tills 1981 för Hideo Kodama från Nagoya Municipal Industrial Research att faktiskt göra det. Det fungerade genom att en hink med harts långsamt röra sig medan lasrarna pekades mot den från toppen och ena sidan. Där lasrarna träffades, härdade polymergoppen. På bara några minuter kan du hålla en hartsmodell av en design som var i ditt huvud just den morgonen.

Följande video visar vad som händer i en fotopolymer 3D-skrivare. Letar du efter en mer en fördjupad förklaring av hur 3D-utskrift fungerar Vad är 3D-utskrift och hur exakt fungerar det?Föreställ dig om du kunde skriva ut tredimensionella objekt direkt från en skrivare i ditt hem. När jag var barn i grundskolan tänkte jag att det skulle vara fantastiskt om jag kunde skriva ut pizzor ... Läs mer ? Det har vi också.

Du kan se att den här metoden kanske inte är idealisk för användning hemma. Även om fotopolymer 3D-utskrift är oerhört exakt kan det vara lite rörigt om din katt slår skrivaren.

Sedan kom med FBegagnade Deposition Modeling (FDM) utskrift. För att uttrycka det i enkla termer är det en skrivare som sprutar ut (insättningar) smält plast lite åt gången. Plasten måste vara het för att spruta genom ett litet munstycke, så det fastnar (säkringar) fint till det skikt av plast som tidigare sprutades ut. Detta händer lager efter lager tills du har ett tredimensionellt objekt eller modell. Du kan göra samma sak med het limpistol om du hade stålnerver och Gandhis tålamod. Eller om inte, kolla in 3Doodler 3D-tryckpenna 3Doodler 3D Pen Review och Giveaway3Doodler är en penna som drar in 3D-plast. Vilket innebär att du inte är begränsad till att rita på papper - du kan också dra i luften. Läs mer .

Här är en video av en MakerBot FDM-skrivare i aktion. MakerBot är en av de viktigaste spelarna när det gäller att föra 3D-utskrift till massorna. Deras skrivare är små nog att använda hemma och prisvärda för många människor. Men inte jag ännu.

Prototypingstillståndet

Med 3D-utskrift, CNC-fräsning och annan teknik som blir billigare, mer exakt och lättare att använda, kan nästan vem som helst göra sin idé till något de kan hålla i sin hand. På så sätt kan människor som har bra idéer ta med uppfinningar och produkter till marknaden som kanske aldrig har gjort det. Gilla den här exoskeletten-saken på bilden nedan. Ser cool ut, ingen aning om vad det gör.

När konstnärer och DIY-samhällen fortsätter att tvinga sig till 3D-tryckning ser vi exponentiell anpassning.

”Varje dag har fler tillgång till 3D-utskriftsteknologi tack vare open source-hårdvaran DIY-klubbar, hackare och tillverkareutrymmen och Maker Faires Fyra skäl till varför du bör besöka ditt lokala Hackerspace Läs mer den där (ha kvar) dyker upp i städer runt om i världen. Bra internationella exempel är Wevolver i London och Amsterdam, FabLabs och nyligen, 3D-nav nätverk, som växte från att ansluta ett par hundra 3D-skrivare till mer än 7 000 på mindre än ett års tid. " anteckningar Rudy de Waele, Teknikinnovationsstrateg och författare / kurator för Shift 2020.

3D-utskrift som affärsmodell

Just nu finns det tusentals, om inte miljoner, filer på webben som du bara kan ladda in i din 3D-skrivare och göra objektet. Du behöver inte ens veta hur du designer något.

Som Richard A. D’Aveni förklarar i Harvard Business Review-artikeln, 3D-utskrift förändrar världen,

”När teknikens tillämpningar expanderar och priserna minskar är den första stora implikationen att fler varor kommer att tillverkas på eller nära deras inköps- eller konsumtionspunkt. Det kan till och med innebära hushållsnivåproduktion av vissa saker. (Du betalar för råmaterial och IP-programvarufilerna för alla mönster som du inte kan hitta gratis på webben.) ”

Vilken effekt kommer det att ha på marknaderna för transport, detaljhandel och eftermarknad? Det är svårt att säga, men om det sparar företag och människor pengar är det vanligtvis en säker satsning den kommer att få på.

Kommer det att stanna eller kommer det att gå?

Vi har sett att det har varit en långvarig efterfrågan på 3D-utskrift och att det sparar människor tid, energi och pengar. Vi har också sett att det finns några sätt att 3D-utskrift och prototyper kan göras - CNC-maskiner, fotopolymerer och FDM är bara tre som finns tillgängliga. Så mediet kan förändras, men de väsentliga 3D-utskriftsprocesserna kommer att fortsätta. Processen blir också mer bärbar, enklare att göra och billigare nästan dagligen.

Kanske ännu viktigare, 3D-tryckning och snabb prototyping öppnar dörrar för personer som kanske inte har övervägt design eller teknik tidigare. Dave Evans, Silicon Valley Futurist uppger sådana i 5 experter väger in i framtiden för 3D-utskrift,

”3D-tryckning gör något som mycket få andra tekniker gör - det kombinerar konst och vetenskap. Vilket bra sätt att engagera nyckelkvinnor (och män) nu oavsett bakgrund. ”

Det finns även en $ 100 3D-skrivare som borde vara tillgänglig snart. Med så mycket som går åt det, och uppfinningsriket hos objekten som skapas med 3D-utskrift, verkar det verkligen som om det är här för att stanna hos oss, åtminstone så länge som Walkman... om inte längre.

Vad tror du? Fad eller Future? Har du planer på att få en 3D-skrivare eller CNC-fabrik själv? Har du redan en? Om du gör det, vad använder du det för? Skulle du rekommendera andra att prova 3D-utskrift? Låt oss veta, nedanför.

Bildkrediter: Fräsmaskin Via Shutterstock, 3d skrivare Via Shutterstock, WREX exoskelett på 3D som trycker på den framtida utställningen på Science_Museum i London, Utkast till rum, Sony Walkman, Äldre CNC-maskin via WikiMedia, Palm Vx via Flickr