3D-utskrift og rask prototyping: fremtid eller kjepphest?

Annonse

Hva gikk gjennom tankene dine første gang du så 3D-utskrift i aksjon? Tenkte du bare, “Hei, det er moderat kult. Å se, et ekorn ”? Eller trodde du, “Wow. Jeg kunne bygge noe med det! ” Det faktum at du leser denne artikkelen, betyr at det er trygt å anta at du tilhører sistnevnte gruppe.

Er det bare ‘kult’ skjønt? Er det bare den neste store tingen som å fly biler og måltider i p-piller? Dette er potensielt veldig nyttige ting, men de ble aldri mainstream. Er det slik det kommer til å gå ned for 3D-utskrift? Noen ting som Personal Digital ENssistants (PDA) og Walkman-kassettspillere gjorde hoppet fra kjepphest til trend, men bleknet fortsatt. Hvorfor?

Hva gjør en kjepphest?

Hva er det som gjør at en eksplosivt forstyrrende teknologi varer, mens andre blekner eller aldri klarer den ut av porten? Det er flere kriterier for det enn vi muligens kan sammenstille, og mange av dem kan bare ikke måles, som de 'kule' eller flaksfaktorene. Til slutt bestemmer tiden seg.

Så hva skjedde med PDA? Det kan hevdes at de var litt foran tiden sin. Datamaskiner var bare ikke overalt slik de er i dag, og en papirplanlegger gjorde alt de fleste trengte, minst like raskt. Så faktisk behov og brukervennlighet var ikke der.

Walkman var imidlertid enkel å bruke, og folk ønsket virkelig å kunne høre på favorittmusikken deres, privat, hvor som helst. Det gikk ingenting mot Walkman før mediet til musikken endret seg. CD-er fulgte med, og deretter fremveksten av Internett, og MP3-filer begynte å gjøre kassettbåndet og CD-en irrelevant. Teknologi overgikk akkurat den bærbare båndspilleren, og den utviklet seg til MP3-spillerne, som ble assimilert til smarttelefonene vi elsker i dag.

Vil slike ting skje med 3D-utskrift og rask prototyping? Med mindre vi kan trykke en fungerende krystallkule eller TARDIS, er det ingen måte å vite med sikkerhet. Vi kan se inn i fortiden, men. Ifølge minst en bajillion forskjellige historikere og filosoftyper, kan historien hjelpe oss med å forutsi fremtiden.

Hvorfor prototyping uansett?

Hele ideen om å designe og prototype objekter er å ta ideene våre og gjøre dem ekte, se om de fungerer, og endre designen for å bli bedre. Så prototype vi den igjen, ser om den fungerer, og endrer designen for å bli enda bedre. Dette er feedback loop. Designere, skapere, fabrikanter, kunstnere og oppfinnere følger alle denne prosessen.

Prototyping in the Past

Tidligere ville en person tegne ideen sin og gjøre endringer på papiret. Så ville de velge et medium som de skal lage varen til - tre, metall, plast, uansett. Da ville de bruke mye tid på å jobbe og bearbeide, meisle og forme, til de fikk det de trodde var en ganske god prototype. Når de er ferdige, ville de teste den for å se om den var så bra som mulig. Hvis ikke, var det tilbake til tegnebrettet. Ved å gå gjennom denne prosessen bare tre eller fire ganger, kan det bokstavelig talt ta et år før de hadde noe de var fornøyd med. Tid er penger, ikke sant?

Tegningsdelen av prosessen var enkel å forbedre. Vi kom med standardiserte tegneteknikker og verktøy. Etter hvert hadde vi datamaskiner og programvare, så utarbeidelsen var raskere og det var enklere å gjøre endringer. Men fabrikasjonsdelen utviklet seg ikke mye. Det ble ikke bedre med sprangene som utkastet hadde.

Men folk prøvde det. Det finnes patenter for måter å lage 3D-elementer tilbake til slutten av 1800-tallet, men ingen av dem var enkle, allsidige eller rimelige nok til å bli masseprodusert.

Photosculpture

En metode oppfunnet av François Willème og patentert i 1864 var fotoskulpturen. Selv om det ble brukt mest til kunstneriske formål, var ideen der for å ta et objekt og raskt duplisere det, om ikke faktisk lage det. Se denne videoen av prosessen som ble gjort i 1939 av Marcus Adams. Selv i dag er det utrolig inspirerende.

CNC og fresing

På 1940-tallet Numerically Con -trollede (NC) fresemaskiner kan lese stansekort og automatisk skjære designet ut av en biter av metall eller tre. Dette kan betraktes som starten på 3D-utskrift.

I 1951 ble a Computer Numeric Control (CNC) mølle ble laget på Massachusetts Jegnstitute of Technology (MIT).

CNC-fabrikker ble bedre og mindre, men var fremdeles for store eller dyre for andre enn produsenter å bruke. Den høye hastigheten til de spesialdesignede og superskarpe kvernbitene var også farlige, hvis de skulle gå i stykker, og de knekker ofte nok. Det var ingenting som kunne brukes på en ganske liten plass, trygt, og var rimelig til ganske nylig. Ta en titt på denne.

Ekte 3D-utskrift

På slutten av 1970-tallet til begynnelsen av 1980-tallet kom noen få smarte mennesker på en ide for tredimensjonal utskrift ved bruk av polymerharpiks og lys. Å være hjernebarn til Mitsubishi Motors i 1972, det tok til 1981 før Hideo Kodama fra Nagoya Municipal Industrial Research faktisk gjorde det. Det fungerte ved at en bøtte harpiks sakte beveget seg ned mens lasere ble pekt på den fra toppen og den ene siden. Der laserne møttes, herdet polymergeiten. På bare noen få minutter kan du holde en harpiksmodell av et design som var i hodet ditt akkurat den morgenen.

Følgende video viser deg hva som skjer i en fotopolymer 3D-skriver. Ser du etter en mer en grundig forklaring av hvordan 3D-utskrift fungerer Hva er 3D-utskrift, og hvor nøyaktig fungerer det?Tenk om du kunne skrevet ut tredimensjonale objekter rett fra en skriver i hjemmet ditt. Da jeg var liten på barneskolen, tenkte jeg at det ville være kjempebra hvis jeg kunne trykke pizza ut ... Les mer ? Det har vi også.

Du kan se at denne metoden kanskje ikke er ideell for bruk hjemme. Selv om fotopolymer 3D-utskrift er veldig nøyaktig, kan det være litt rotete hvis katten din banker skriveren.

Så kom med Fbrukt Deposition Modeling (FDM) utskrift. For å si det enkelt, er det en skriver som spruter ut (innskudd) smeltet plast litt av gangen. Plasten må være varm for å sprute gjennom et lite dyse, så det fester seg (sikringer) pent til laget av plast som tidligere var sprute ut. Dette skjer lag etter lag til du har et tredimensjonalt objekt eller modell. Du kan gjøre det samme med varm limpistol hvis du hadde nerver av stål og tålmodigheten til Gandhi. Eller hvis ikke, sjekk ut 3Doodler 3D-trykkpenn 3Doodler 3D Pen Review og Giveaway3Doodler er en penn som trekker inn 3D-plast. Betydning, du er ikke begrenset til å tegne på papir - du kan også tegne i luften. Les mer .

Her er en video av en MakerBot FDM-skriver i aksjon. MakerBot er en av de største aktørene når det gjelder å bringe 3D-utskrift til massene. Skriverne deres er små nok til å bruke hjemme og rimelig for mange mennesker. Men ikke meg, ennå.

The State of Prototyping

Med 3D-utskrift, CNC-fresing og andre teknologier som blir rimeligere, mer presise og enklere å bruke, kan omtrent hvem som helst gjøre ideen deres til noe de kan holde i hånden. Når du gjør det, kan folk som har gode ideer bringe oppfinnelser og produkter til markedet som kanskje aldri har gjort det. Liker denne eksoskelett-tingen på bildet nedenfor. Ser kult ut, aner ikke hva det gjør.

Når kunstnere og DIY-samfunn fortsetter å trekke seg til 3D-utskrift, ser vi eksponentiell tilpasning.

“Hver dag har flere tilgang til 3D-utskriftsteknologi takket være open source-maskinvaren DIY-klubber, hacker- og produsentplasser og Maker Faires Fire grunner til at du bør besøke ditt lokale Hackerspace Les mer at (beholde) dukker opp i byer over hele kloden. Gode ​​internasjonale eksempler er Wevolver i London og Amsterdam, FabLabene, og det nylig, 3D-nav nettverk, som vokste fra å koble et par hundre 3D-skrivere til mer enn 7000 på mindre enn et års tid. " notater Rudy de Waele, Teknologiinnovasjonsstrateg og forfatter / kurator av Shift 2020.

3D-utskrift som forretningsmodell

Akkurat nå er det tusenvis, om ikke millioner, filer på nettet som du bare kan laste inn i 3D-skriveren din og lage varen. Du trenger ikke en gang å vite hvordan du designer noe.

Som Richard A. D’Aveni forklarer i artikkelen om Harvard Business Review, 3D-utskrift vil endre verden,

Etter hvert som bruken av teknologien utvides og prisene synker, er den første store implikasjonen at flere varer vil bli produsert på eller nær kjøps- eller forbruksstedet. Dette kan til og med bety husholdningsproduksjon av noen ting. (Du betaler for råvarer og IP - programvarefilene for design du ikke finner gratis på nettet.) ”

Hvilken effekt vil det ha på markedene for transport, detaljhandel og ettermarked? Det er vanskelig å si, men hvis det sparer bedrifter og folk penger, er det vanligvis en sikker innsats de vil fange på.

Vil det bli eller vil det gå?

Vi har sett at det har vært en langvarig etterspørsel etter 3D-utskrift, og at det sparer folk tid, energi og penger. Vi har også sett at det er noen få måter 3D-utskrift og prototyping kan gjøres - CNC-maskiner, fotopolymerer og FDM er bare tre som er tilgjengelige. Så mediet kan endre seg, men de essensielle 3D-utskriftsprosessene vil fortsette. Prosessen blir også mer bærbar, enklere å gjøre og rimeligere nesten daglig.

Kanskje enda viktigere er at 3D-utskrift og rask prototyping åpner dører for folk som kanskje ikke har vurdert design eller prosjektering før. Dave Evans, sier Silicon Valley Futurist slikt i 5 eksperter veier på fremtiden for 3D-utskrift,

“3D-utskrift gjør noe veldig få andre teknologier gjør - det kombinerer kunst og vitenskap. For en fin måte å involvere viktige kvinner (og menn) nå uansett bakgrunn. ”

Det er til og med en $ 100 3D-skriver som snart skal være tilgjengelig. Med så mye som går for det, og oppfinnsomheten til elementene som lages med 3D-utskrift, virker det absolutt som om det er her for å være hos oss, minst like lenge som Walkman... om ikke lenger.

Hva tror du? Kjepphest eller fremtid? Har du planer om å få en 3D-skriver eller CNC-fabrikk til deg selv? Har du allerede en? Hvis du gjør det, hva bruker du det til? Vil du anbefale andre å prøve 3D-utskrift? Gi beskjed, nedenfor.

Bildetillegg: Fres Via Shutterstock, 3d-skriver Via Shutterstock, WREX eksoskjelett ved 3D-utskrift av den fremtidige utstillingen på Science_Museum i London, Skriverom, Sony Walkman, Eldre CNC-maskin via WikiMedia, Palm Vx via Flickr