3D-utskrift og Rapid Prototyping Future eller Fad?

Hva gikk gjennom tankene din første gangen du så 3D-utskrift i aksjon? Tenkte du bare, “Hei, det er moderat kult. Åh, en ekorn”? Eller trodde du, “Wow. Jeg kunne bygge noe med det!” Selve faktum at du leser denne artikkelen betyr at det er trygt å anta at du tilhører den sistnevnte gruppen.

Er det bare "kult" skjønt? Er det bare neste store ting som flygende biler og måltider-i-en-pille? Det er potensielt veldig nyttige ting, men de ble aldri vanlige. Er det hvordan det skal gå ned for 3D-utskrift? Noen ting som Personal Digital ENssistants (PDAer) og Walkman-kassettspillere gjorde hoppet fra kjepp til trend, men fortsatt bleknet bort. Hvorfor?

Hva gjør en kjepp?

Hva er det som gjør en eksplosivt forstyrrende teknologi sist, mens andre forsvinner eller aldri gjør det ut av porten? Det er flere kriterier for det enn vi muligens kan kompilere, og mange av dem kan bare ikke måles, som de "kule" eller flaksfaktorene. Til slutt bestemmer tiden.

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

Walkman var imidlertid lett å bruke, og folk ønsket virkelig å kunne lytte til favorittmusikken, privat, hvor som helst. Det gikk ingenting mot Walkman før musikkens medium endret seg. CDer kom sammen, og deretter begynte oppgangen av Internett, og MP3-er å gjøre kassettbåndet og CDen irrelevant. Teknologi overgikk bare den bærbare båndspilleren, og det utviklet seg til MP3-spillerne, som ble assimilert i smarttelefonene vi elsker i dag.

Vil de slags ting skje med 3D-utskrift og rask prototyping? Med mindre vi kan skrive ut en arbeidskrystallboll eller TARDIS, er det ingen måte å vite for sikkert. Vi kan Se imidlertid inn i fortiden. I henhold til minst en bajillion forskjellige historikere og filosofformer, kan historien hjelpe oss med å prognose fremtiden.

Hvorfor Prototyping uansett?

Hele ideen om å designe og prototypere objekter er å ta våre ideer og gjøre dem virkelige, se om de jobber, og endre designet til å bli bedre. Da prototype vi det igjen, se om det fungerer, og endre designet til å bli enda bedre. Dette er feedback loop. Designere, skapere, fabrikanter, kunstnere og oppfinnere følger alle denne prosessen.

Prototyping i fortiden

Tidligere ville en person skisse ut ideen sin, gjøre endringer på papir. Da ville de velge et medium for å gjøre varen - tre, metall, plast, uansett. Da ville de bruke mye tid på arbeid og bearbeiding, meisling og forming, til de fikk det de trodde var en ganske god prototype. Når de er ferdig, vil de teste den for å se om den var så god 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 til de hadde noe de var fornøyd med. Tid er penger, rett?!

Tegningsdelen av prosessen var lett å forbedre. Vi kom opp med standardiserte utkaststeknikker og verktøy. Til slutt hadde vi datamaskiner og programvare, så utkast var raskere, og det var lettere å gjøre endringer. Men fabrikasjonsdelen utviklet seg ikke mye. Det ble ikke bedre med sprangene som utkastet hadde.

Folk prøvde, skjønt. Det finnes patenter for måter å lage 3D-gjenstander fra slutten av 1800-tallet, men ingen av dem var enkle, allsidige eller rimelige nok til å bli masseprodusert.

Photosculpture

Én metode oppfunnet av François Willème og patentert i 1864 var fotoskriften. Selv om den ble brukt mest for kunstneriske formål, var ideen der for å ta en gjenstand og raskt duplisere den, hvis den ikke faktisk oppretter den. Se denne videoen av prosessen som ble gjort i 1939, av Marcus Adams. Selv i dag er det ærefrykt inspirerende.

CNC og Fresing

På 1940-tallet Numerically C(NC) fresemaskiner kunne lese stempelkort og automatisk skjære ut designet av en del av metall eller tre. Dette kan betraktes som starten på 3D-utskrift.

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

CNC-fabrikker ble bedre og mindre, men var fortsatt for store eller dyre for alle, men produsenter til å bruke. Hastigheten til de spesialdesignede og superskarpe millbitene var også farlig, hvis de skulle bryte, og de bryter ofte nok. Det var ingenting som kunne brukes på en ganske liten plass, trygt, og var rimelig rimelig til veldig nylig. Ta en titt på denne.

Real 3D-utskrift

På slutten av 1970-tallet til begynnelsen av 1980-tallet kom noen smarte mennesker opp med en ide for tredimensjonal utskrift ved hjelp av polymerharpiks og lys. Å være hjernekarn av Mitsubishi Motors i 1972, tok det til 1981 for Hideo Kodama fra Nagoya Municipal Industrial Research å faktisk gjøre det. Det fungerte ved å ha en bøtte med harpiks sakte bevegelse mens lasere ble peket på den fra toppen og den ene siden. Der laserne møttes, herdet polymergruppen. På bare noen få minutter kan du holde en harpiks modell av et design som var i hodet ditt samme morgen.

Følgende video viser deg hva som skjer i en fotopolymer 3D-skriver. Leter du etter en mer grundig forklaring på hvordan 3D-utskrift fungerer Hva er 3D-utskrift og hvordan fungerer det akkurat? Hva er 3D-utskrift og hvordan fungerer det akkurat? Tenk deg om du kan skrive ut tredimensjonale objekter rett fra en skriver i ditt hjem. Da jeg var barn i grunnskolen, trodde jeg det ville være fantastisk hvis jeg kunne skrive ut pizzaer ... Les mer? Vi har det også.

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

Så kom med FBrukt Deposition Modeling (FDM) utskrift. For å si det enkelt, er det en skriver som spruter ut (innskudd) smeltet plast litt om gangen. Plastet må være varmt å sprute gjennom en liten dyse, slik at den stikker (sikringer) pent til laget av plast som tidligere sprø ut. Dette skjer etter lag til du har et tredimensjonalt objekt eller modell. Du kan gjøre det samme med varmt limpistol hvis du hadde nerver av stål og tålmodigheten til Gandhi. Eller om ikke, sjekk ut 3Doodler 3D-utskriftsknappen 3Doodler 3D Pen Review og Giveaway 3Doodler 3D Pen Review og Giveaway 3Doodler er en penn som trekker inn 3D-plast. Betydning, du er ikke begrenset til å tegne på papir - du kan også trekke i luften. Les mer .

Her er en video av en MakerBot FDM-skriver i aksjon. MakerBot er en av de store aktørene i å bringe 3D-utskrift til massene. Deres skrivere er små nok til å bruke hjemme og rimelig for mange mennesker. Men ikke meg, ennå.

Prototypen

Med 3D-utskrift, CNC-fresing og andre teknologier blir billigere, mer presis og enklere å bruke, kan omtrent alle gjøre ideen til noe de kan holde i hånden. Ved å gjøre det, kan folk som har gode ideer bringe oppfinnelser og produkter til markedet som kanskje aldri har gjort det. Liker denne eksoskelettens ting i bildet nedenfor. Ser kult ut, ingen anelse om hva den gjør.

Som artister og DIY-samfunn fortsetter å grave til 3D-utskrift, ser vi eksponentiell tilpasning.

“Hver dag har flere mennesker tilgang til 3D-utskriftsteknologi takket være åpen kildekode-maskinvare DIY-klubber, hacker- og produsentrom og Maker Faires Fire grunner til at du bør besøke din lokale hackerspace Fire grunner til at du bør besøke din lokale Hackerspace Les mer det (beholde) dukker opp i byer rundt om i verden. Gode ​​internasjonale eksempler er Wevolver i London og Amsterdam, FabLabs og nyere, 3D Hubs-nettverket, som vokste fra å koble et par hundre 3D-skrivere til mer enn 7000 på mindre enn ett år.” notater Rudy de Waele, teknologi innovasjon strateg og forfatter / kurator for shift 2020.

3D-utskrift som en forretningsmodell

Akkurat nå er det tusenvis, om ikke millioner, av filer på nettet som du bare kan laste inn i 3D-skriveren og gjøre varen. Du trenger ikke engang å vite hvordan du skal designe noe.

Som Richard A. D'Aveni forklarer i Harvard Business Review-artikkelen, vil 3-D-utskrift forandre verden,

“Som applikasjoner av teknologien utvides og prisene faller, er den første store implikasjonen at flere varer vil bli produsert på eller nær sitt kjøpssted eller forbruk. Dette kan til og med bety produksjon på enkelte nivåer av husholdninger. (Du betaler for råvarer og IP-programvarefiler for alle design du ikke finner gratis på nettet.)”

Hvilken effekt vil det ha på tjenestemarkeder innen transport, detaljhandel og ettermarkedet? Det er vanskelig å si, men hvis det sparer bedrifter og folk penger, er det vanligvis en sikker innsats det vil ta 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 måter som 3D-utskrift og prototyping kan gjøres - CNC-maskiner, fotopolymerer og FDM er bare tre som er tilgjengelige. Så, mediet kan endres, men de viktige 3D-utskriftsprosessene vil fortsette. Prosessen blir også mer bærbar, enklere å gjøre og rimeligere nesten daglig.

Kanskje enda viktigere, 3D-utskrift og rask prototyping åpner dører for folk som kanskje ikke har vurdert design eller engineering før. Dave Evans, Silicon Valley Futurist stater slike i 5 eksperter veier inn på fremtiden for 3D-utskrift,

“3D-utskrift gjør noe svært få andre teknologier - det kombinerer kunst og vitenskap. Hvilken fin måte å få viktige kvinner (og menn) involvert nå uavhengig av bakgrunnen.”

Det er enda en $ 100 3D-skriver som skal være tilgjengelig snart. Med så mye å gå for det, og oppfinnsomheten til elementene blir opprettet med 3D-utskrift, ser det ut til at det er her for å bli hos oss, i hvert fall så lenge Walkman ... hvis ikke lenger.

Hva tror du? Fad eller Future? Noen planer for å få en 3D-skriver eller CNC-mølle for deg selv? Har du allerede en? Hvis du gjør det, hva bruker du det til? Vil du anbefale andre som prøver 3D-utskrift? Gi oss beskjed, nede under.

Image Credits: Fresemaskin Via Shutterstock, 3D-skriver Via Shutterstock, WREX exoskeleton ved 3D-utskrift på fremtidens utstilling på Science_Museum i London, Drafting Room, Sony Walkman, Eldre CNC Machine via WikiMedia, Palm Vx via Flickr

Utforsk mer om: 3D-utskrift.