3D-utskrift och Rapid Prototyping Future eller Fad?

Vad gick igenom ditt sinne första gången du såg 3D-utskrift i åtgärd? Tänkte du helt enkelt, “Hej det är måttligt coolt. Åh, 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 bara "coolt" men? Är det bara nästa stora sak som flygande bilar och måltider-i-ett-piller? Det är potentiellt mycket användbara saker, men de blev aldrig vanliga. Är det hur det kommer att gå ner för 3D-utskrift? Några saker som Personal Digital enssistants (PDA) och Walkman-kassettspelare gjorde hoppet från tjejen till trenden, men blev fortfarande borta. Varför?

Vad gör en krama?

Vad är det som gör en explosivt störande teknik sist, medan andra bleknar eller aldrig gör det ur porten? Det finns fler kriterier för det än vi kan möjligen kompilera, och många av dem kan bara inte mätas, som de "coola" eller luckfaktorerna. I slutändan bestämmer tiden.

Så vad hände med PDA? Det kan hävdas att de var lite före sin tid. Datorer var inte överallt som de är idag, och en pappersdagplanerare gjorde allt som de flesta behövde, åtminstone lika fort. Så det faktiska behovet och användarvänligheten var inte där.

Walkman var dock lätt att använda och folk ville verkligen lyssna på sin favoritmusik, privat, var som helst. Det gick inget mot Walkman tills musikens medium förändrades. CD-skivor kom och sedan uppkomsten av Internet och MP3-filer började göra kassettbandet och CD-skivan irrelevant. Tekniken överträffade bara den bärbara tejpspelaren, och det utvecklades till MP3-spelare, som assimilerades i de smartphones vi älskar idag.

Kommer dessa slags saker att hända med 3D-utskrift och snabb prototyper? Om vi ​​inte kan skriva ut en arbetskristallboll eller TARDIS, kan vi inte veta säkert. Vi kan titta in i det förflutna. Enligt åtminstone en bajillion olika historiker och filosofstyper kan historien hjälpa oss att förutse framtiden.

Varför Prototyping Hur som helst?

Hela ideen att designa och prototypa objekt är att ta våra idéer och göra dem verkliga, se om de fungerar, ändra designen så att den blir bättre. Sedan prototyper vi det igen, se om det fungerar, ändra designen till att bli ännu bättre. Det här är Återkopplingsslinga. Designers, skapare, tillverkare, artister och uppfinnare följer alla dessa processer.

Prototypning i det förflutna

Tidigare skulle en person skissera sin idé, göra ändringar på papper. Då skulle de välja ett medium för att göra föremålet - trä, metall, plast, vad som helst. Då skulle de ägna mycket tid på att arbeta och bearbeta, chiselera och forma, tills de fick vad de tyckte var en ganska bra prototyp. När de var färdiga skulle de testa det för att se om det var så bra som möjligt. Om inte, var det tillbaka till ritbordet. Genom att gå igenom denna process bara tre eller fyra gånger kunde det bokstavligen ta ett år tills de hade något de var nöjda med. Tid är pengar, rätt?!

Processens dragande del var lätt att förbättra. Vi kom fram med standardiserade ritningstekniker och verktyg. Så småningom hade vi datorer och programvara, så utarbetandet var snabbare och det var lättare att göra ändringar. Men tillverkningsdelen utvecklades inte mycket. Det blev inte bättre med de hoppar och gränser som utarbetandet hade.

Folk försökte dock. Det finns patent för sätt att skapa 3D-objekt som går tillbaka till slutet av 1800-talet, men ingen av dem var enkla, mångsidiga eller överkomliga nog att massproduceras.

photosculpture

En metod som uppfanns av François Willème och patenterades 1864 var fotoskriften. Även om den användes mestadels för konstnärliga ändamål var tanken att ta ett föremål och snabbt duplicera det, om det inte skulle skapa det. Titta på den här videon av processen som utförs 1939, av Marcus Adams. Även idag är det awe inspirerande.

CNC och Fräsning

På 1940-talet Numerically C(NC) fräsmaskiner skulle kunna läsa stanskort och automatiskt skära ut designen ur en bit metall eller trä. Detta kan anses vara början på 3D-utskrift.

1951 a Cda tor Numeric Control (CNC) kvarn gjordes vid Massachusetts jagnstitut av Technology (MIT).

CNC-fabriker blev bättre och mindre, men var fortfarande för stora eller dyra för alla än tillverkare att använda. Höghastigheten hos de specialdesignade och superskarpa kvarnen var också farlig, om de skulle bryta, och de bryter ofta tillräckligt mycket. Det fanns inget som kunde användas på ett ganska litet utrymme, säkert, och var rimligt överkomligt fram till väldigt nyligen. Ta en titt på den här.

Verklig 3D-utskrift

I slutet av 1970-talet till början av 1980-talet kom några smarta personer med en idé för tredimensionell tryckning med polymerharts och ljus. Att vara hjärnbarn av Mitsubishi Motors 1972 tog det till 1981 för Hideo Kodama från Nagoya Municipal Industrial Research för att faktiskt göra det. Det fungerade genom att ha en skopa harts sakta rör sig ner medan lasrar pekade på den från toppen och ena sidan. Där lasrarna möttes, härdades polymerhalten. 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 fördjupad förklaring av hur 3D-utskrift fungerar. Vad är 3D-utskrift och hur exakt fungerar det? Vad är 3D-utskrift och hur fungerar det exakt? Tänk om du kan skriva ut tredimensionella föremål rakt från en skrivare i ditt hem. När jag var barn i grundskolan trodde jag att det skulle vara fantastiskt om jag kunde skriva ut pizzaer ... Läs mer? Vi har det också.

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

Sedan kom med FBegagnade Deposition Modeling (FDM) utskrift. För att uttrycka det i enkla termer är det en skrivare som spruter ut (insättningar) smält plast lite åt gången. Plastet måste vara varmt för att spruta genom ett litet munstycke, så det klibbar (säkringar) snyggt mot plastskiktet som tidigare sprutade ut. Detta händer skikt efter lager tills du har ett tredimensionellt objekt eller modell. Du kan göra samma sak med varm limpistol om du hade nerver av stål och tålamod Gandhi. Eller om inte, kolla in 3Doodler 3D-skrivpennan 3Doodler 3D Pen Review och Giveaway 3Doodler 3D Pen Review och Giveaway 3Doodler är en penna som drar in 3D-plast. Det betyder att du inte är begränsad till att skriva på papper - du kan också dra i luften. Läs mer .

Här är en video av en MakerBot FDM-skrivare i funktion. MakerBot är en av de stora aktörerna för att få 3D-utskrift till massorna. Deras skrivare är små nog att använda hemma och prisvärda för många människor. Men inte jag, än.

Prototypen

Med 3D-utskrift, CNC-fräsning och annan teknik blir billigare, mer exakt och lättare att använda, kan bara någon göra sin idé till något de kan hålla i handen. Däremot kan människor som har bra idéer få fram uppfinningar och produkter på marknaden som aldrig kunde ha gjort det. Gilla denna exoskeleton sak i bilden nedan. Ser cool ut, ingen aning om vad den gör.

Eftersom konstnärer och DIY-grupper fortsätter att gravida till 3D-utskrift ser vi exponentiell anpassning.

“Varje dag har fler människor tillgång till 3D-tryckteknik tack vare de öppna kioskens DIY-klubbar, hacker- och tillverkarutrymmen och Maker Faires Fyra skäl till varför du borde besöka din lokala Hackerspace Fyra skäl till varför du borde besöka din lokala Hackerspace Läs mer (ha kvar) poppar upp i städer runt om i världen. Bra internationella exempel är Wevolver i London och Amsterdam, FabLabs, och mer nyligen 3D Hubs-nätverket, som växte från att koppla ett par hundra 3D-skrivare till mer än 7000 på mindre än ett års tid.” noterar Rudy de Waele, Teknik Innovation Strategist och Författare / Curator of Shift 2020.

3D-utskrift som en 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 man ska utforma någonting.

Som Richard A. D'Aveni förklarar i Harvard Business Review-artikeln, kommer 3-D-utskrift att förändra världen,

“Eftersom applikationerna av tekniken expanderar och priserna sjunker är den första stora implikationen att fler varor kommer att tillverkas vid eller nära deras inköpspunkt eller konsumtion. Det kan till och med innebära att vissa saker produceras på hushållsnivå. (Du betalar för råvaror och IP-programfilerna för alla mönster du inte hittar gratis på webben.)”

Vilken effekt kommer det att ha på servicemarknaderna för transport, detaljhandel och eftermarknad? Det är svårt att säga, men om det sparar företag och människor pengar, är det vanligtvis en säker satsning det kommer att ta 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 är tillgängliga. Så mediet kan ändras, men de väsentliga 3D-utskriftsprocesserna kommer att fortsätta. Processen blir också mer bärbar, lättare att göra och billigare nästan dagligen.

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

“3D-utskrift gör något mycket få andra teknologier - det kombinerar konst och vetenskap. Vilket bra sätt att få viktiga kvinnor (och män) involverade nu oavsett bakgrund.”

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

Vad tror du? Fad eller Future? Några planer för att få en 3D-skrivare eller CNC-kvarn för dig själv? Har du redan en? Om du gör, vad använder du det för? Skulle du rekommendera andra personer som försöker skriva ut 3D? Låt oss veta, nedanför.

Bildkrediter: Fräsning Maskin Via Shutterstock, 3D-skrivare Via Shutterstock, WREX-exoskelett vid 3D-utskrift framtida utställning på Science_Museum i London, Drafting Room, Sony Walkman, Äldre CNC-maskin via WikiMedia, Palm Vx via Flickr

Utforska mer om: 3D-utskrift.