Van geest tot materie: is er iets dat een 3D-printer niet kan?

Als je nog nooit van additive manufacturing hebt gehoord, is de kans groter dat je de meer informele term voor hetzelfde hebt gehoord: 3D-afdrukken. Wat veel mensen zich nog steeds niet realiseren, is dat deze relatief nieuwe technologie veel meer inhoudt dan het gebruik van voetgangers zoals het maken van sleutelhangers en kitsch. Omdat het concept zich snel ontwikkelt, zowel in fabrieken als in kelders, maken mensen nu dingen zoals mallen voor bewegende onderdelen en gereedschappen, medische hulpmiddelen en allerlei andere items. Elke dag schudt het concept de industrie in de war zoals we die kennen. Laten we dus eens kijken naar 3D-afdrukken - en waar deze steeds toegankelijkere apparaten voor worden gebruikt.

Hoe 3D-afdrukken werkt

Het concept dat meestal 3D-afdrukken wordt genoemd, heeft de naam additive manufacturing gekregen omdat het een uniek productieproces is waarbij een solide object wordt gemaakt, waarbij materiaal wordt toegevoegd in plaats van verwijderd. Bij de traditionele vervaardiging van een enkelvoudig massief object wordt meestal materiaal verwijderd; denk aan houtsnijden, lijmen van kunststoffen of vijlen en metalen in vormen lassen. In het 3D-printproces van additieve productie, transcribeert een digitaal bestand gemaakt met een CAD-programma op een computer instructies naar een desktopapparaat - de "printer" - dat individuele lagen materiaal op een zeer nauwkeurige en precieze manier toevoegt om een driedimensionale replica van het digitale bestand produceren. Het afdrukken van een item duurt vaak tussen de 20 en 40 minuten, maar het kan wel 24 uur duren. Dus voor sommige items wilt u misschien zelf een popcorncontainer afdrukken, wat precies het soort ding is dat de meeste 3D-printers kunnen maken.

Hoe afdrukken ging 3D

Als opkomende technologie is additive manufacturing alleen "opkomend" in de zin dat het de laatste tijd zeer sterk op de markt komt. Het concept en de technologie bestaan ​​echter al 30 jaar. Het lijkt veel op de technologie voor tablets en smartphones, die al geruime tijd bestond voordat deze apparaten alomtegenwoordig werden in de meeste Amerikaanse huizen. Het kost immers vaak tijd voordat technologie zich voldoende ontwikkelt om aan de consument te worden verkocht - en goedkoop genoeg te worden voor een breed scala van consumenten om het zich te veroorloven. De benodigde technologie voor 3D-printers - zoals de betrokken lasers - kwam pas volledig tot zijn recht in de jaren 2000, toen open-sourceprojecten en andere initiatieven de technologie hielpen verder te ontwikkelen.

Wie gebruikt 3D-printers?

Wat 3D-printen zo opwindend maakt, is dat dit type productie, in theorie, voor bijna alles kan worden gebruikt - inclusief functionerende menselijke organen. Het is gebruikt - meestal experimenteel - in de automobiel-, luchtvaart-, productie-, medische en doe-het-zelf industrie. Grote fabrikanten gebruiken bijvoorbeeld 3D-afdrukken om verschillende redenen van kosten- en tijdsbesparing.

"Marketingafdelingen zijn de klant. Ze kopen deze printers om verschillende redenen. Vaak is een klant niet in staat om te visualiseren hoe een afgewerkt product eruit zal zien. Het is uiterst nuttig voor hen om een ​​prototype in hun handen te houden, " zei Scott Cleveland van Impac Systems, een 3D-printerreseller.

Dit is logisch wanneer het gemak en de besparing wordt overwogen van het ontwerpen van een prototype in kunststof in plaats van de duurdere materialen waarvan het eindproduct zou kunnen worden gemaakt. Sommige bedrijven gebruiken deze productietechnologie ook om praktische redenen.

"De producten die worden aangeboden door olie- en gasbedrijven zijn meestal extreem groot. Als ze het eindproduct naar een beurs zouden brengen, is het veel te zwaar, " zei Cleveland. "Tegenwoordig drukken veel verkleinde prototypes af die ze gemakkelijk op een tafel kunnen weergeven."

Maar de wereld van thuis 3D-printen is sneller gegroeid dan het LEGO-kasteel van een kind, wat trouwens iets is dat veel mensen nu afdrukken voor hun kinderen. Goede, oude Web 2.0-crowdsourcing is grotendeels verantwoordelijk voor de groei van 3D-afdrukken. Er zijn talloze websites waar mensen hun eigen vervaardigde producten, blauwdrukken van die producten verkopen, of ze delen de blauwdrukken gewoon op een open source-manier. Shapeways.com en Thingiverse.com zijn twee dergelijke populaire sites. (over crowdsourcing in Crowdsourcing: wat het is, waarom het werkt en waarom het niet verdwijnt.)

Oh, The Crazy Things People Print

Het hele concept van 3D-printen maakt zonder twijfel deel uit van een bredere trend in de groeiende doe-het-zelf-beweging, die al tientallen jaren in kelders en werkplaatsen plaatsvindt. Terwijl professionals 3D-printtechnologie gebruiken voor industrieel ontwerp, architectuur, engineering en meer, kan de drempel voor mensen om zelfgemaakte producten te produceren als hobbyisten voor sommige printers zo laag zijn als $ 400. Dat is ongeveer de prijs van een fatsoenlijke mountainbike. Bovendien kun je, als je met de printer meegaat, misschien gewoon de onderdelen afdrukken om je eigen mountainbike te bouwen.

Hoewel de middelste markt voor 3D-printers ongeveer $ 2.000 is, liggen deze apparaten nog steeds goed binnen het bereik van een hobbyontwerper, zoals de populaire verkopende MarkerBot Replicator 2, hieronder weergegeven.

Plus, data- en engineeringmensen zullen geen gebrek hebben aan methoden en terminologieën om aan te werken terwijl ze zich in de 3D-leercurve werpen; termen als "polygoonreductie" en "ABS-plastic" en "PLA-plastic" zijn de norm.

Makerbot Replicator 2, Makerbot.com

De creativiteit van de ontwerpen voor 3D-printers lijkt geen grenzen te kennen, van zelfgemaakte speelstukken en iPhone-hoesjes tot, nou ja, moeren en bouten (letterlijk). Hier zijn een paar geweldige voorbeelden.

Maak je eigen bril met een ontwerp voor deze Marcello Specs, Vertdesign.com.au

Speel rond met deze $ 1.600, 17x17x17 Rubik's kubus uit de hel, Shapeways.com

Terwijl ik door de virtuele gangpaden van deze 3-D-sites voor het delen van blauwdrukken bladerde, kon ik niet anders dan glimlachen naar de vele grillige items die mensen duidelijk niet voor de massa maakten, maar voor zichzelf. Zoals deze Super Mario Mobius Strip:

Super Mario Mobius Strip, Shapeways.com

En hier is nog iets dat mensen thuis beginnen te maken: seksspeeltjes. Tom Nardone, oprichter van MakerLove.com, een gratis site met ontwerpen voor zelfgemaakt seksspeeltjes, legde de privacyvoordelen uit van thuisproductie van artikelen die veel mensen beschamend vinden om te kopen.

3D-controverse over afdrukken

Maar met alle feel-good dingen die mensen thuis afdrukken, is er ook controverse over 3D-afdrukken, omdat niet iedereen onschuldige seksspeeltjes en hippe brillen afdrukt. Ten eerste maken talrijke hobbyisten blauwdrukken - en daadwerkelijke afdrukken - van gepatenteerde producten, die inbreuk maken op de rechten van de octrooihouder. Een snelle zoektocht op veel torrent-websites die bekend staan ​​om underground en soms louche bestandshandel onthult een groeiend aantal gedeelde ontwerpen voor gepatenteerde items. De inbreuken zullen waarschijnlijk niet snel afnemen, vooral nu het scannen van objecten met CT-scan-apps het zo gemakkelijk heeft gemaakt om 3D-objecten direct in een digitaal bestand te vertalen.

Maar wat nog controversiëler is - vooral omdat de VS worstelen met wetgeving voor wapenbeheersing - is de mogelijkheid om volledig functionerende plastic vuurwapens te printen. Volgens de meeste accounts is de kwaliteit van deze vuurwapens twijfelachtig, maar ze leveren wel problemen op als wetgevers besluiten wetgeving in te voeren om de wapenbeheersing te verbeteren in de zin dat er heel weinig kan worden gedaan om de verspreiding van zelf geprinte wapens te voorkomen.

De toekomst van 3-D

Terwijl mensen overal nieuwe producten voor 3D-printers ontwikkelen, zijn het niet alleen de producten zelf die het landschap van dingen veranderen, maar de concepten die uit de praktijk zijn afgeleid, zoals crowdsourcing, een verschuiving naar doe-het-zelf-productie, en de pure creativiteit van de toepassingen die hobbyisten en fabrikanten bedenken. Het feit dat 3D-printtechnologie in wezen wijd open en toegankelijk is, is zowel het grootste voordeel als een van de grootste uitdagingen waarmee het zal worden geconfronteerd als het gaat om patentwetten en andere beperkingen - om nog maar te zwijgen over de aanzienlijke macht van de maakindustrie . Maar hoewel het nog maar een paar jaar geleden was om je eigen producten af ​​te drukken in plaats van ze in de winkel aan te schaffen, werd het steeds meer een realistischere optie. Zoals met elke doorbraaktechnologie, zijn de resultaten zeker cool … en misschien een beetje ingewikkeld.