Hur fungerar 3D-utskrift?

Anonim

En av Walt Disneys legendariska citat verkar särskilt lämpligt för detta ämne: Om du kan drömma det kan du göra det.

Nu när vi är berättade för detta som barn, är det meningen att inspirera och uppmuntra oss att nå stjärnorna och aldrig låta något stoppa fantasins gränser, men det har tidigare varit ett uppenbart problem med denna mantra.

Det var vissa saker som var omöjliga att göra, eftersom vi inte hade tekniken att göra det. Men med varje passerar år kommer vi närmare att skapa det omöjliga, och en av de största stegen mot det har varit 3D-utskrift. Innan vi gräver i hur cool processen är, behöver vi förstå lite mer om det.

Vad är 3D-utskrift?

Inte alla 3D-skrivare är desamma, inte heller används teknikerna för att skapa objekten. Beroende på storlek, komplexitet och materialbegränsningar måste olika metoder för 3D-utskrift användas. Det finns 7 huvudkategorier av 3D-utskrift, som inkluderar

.

.

  • Vatfotopolymerisation
  • Binder Jetting
  • Material Jetting
  • Sheet Lamination
  • Material Extrudering
  • Pulverbäddsfusion
  • Riktad energianvändning

Medan omfattningen av denna artikel inte kan täcka alla detaljer i varje process kommer vi att diskutera några av de mest populära stilar som används i de flesta 3D-skrivare på kommersiella och professionella marknader.

Smältning vs Härdning: Den stora debatten

När 3D-tryckning började utfördes det uteslutande genom att avsätta material på en pulverbädd via bläckstråleskrivmunstycken. Sakerna har förbättrats betydligt, så definitionen måste expandera. Användningen av lasrar (Selective Laser Sinetering - SLS) och avsättning av material på olika sätt (Fused Deposition Modeling - FDM) har blivit mycket pålitliga medel för att smälta, mjuka och komprimera det önskade materialet i rätt form innan den tillåter att härda tillbaka till ett fast tillstånd.

Stereolitografi är det andra populäraste tillvägagångssättet för 3D-utskrift, och består av att använda ett fotoreaktivt harts som valfritt material och sedan exponera varje lager till en UV-laser för att "bota" den på plats. Dessa två breda tillvägagångssätt för tillsatstillverkning har båda sina egna fördelar, och förbättringar av de specifika teknikerna som anges ovan händer hela tiden.

Om du har en personlig, billig 3D-skrivare hemma använder du förmodligen en FDM-teknik, eftersom materialen är relativt billiga, och processen är ganska rudimentär och tekniskt enkel.

Framtiden för 3D-utskrift

Offentlig användning av 3D-utskrift är fortfarande drastiskt lägre än antagandet av smartphones och tabletter, trots att en personlig 3D-skrivare kan köpas till mindre än 100 dollar! Naturligtvis kan modellernas kvalitet och komplexitet ökas exponentialt med dyrare modeller, vilket fortfarande kostar i tiotusentals för industrier på hög nivå.

Medan den globala marknaden är knappt 4 miljarder dollar för närvarande förväntas detta växa betydligt under de närmaste åren, med några uppskattningar som ger den över 21 miljarder dollar år 2020. Eftersom antalet industrier som påverkas och förbättras genom 3D-tryck ökar är pengar driva vidare innovation, mer invecklade och exakta tekniker, och mycket fler applikationer.

Medan DIY 3D-utskrift är en växande trend är människor mer intresserade av medicinska, arkitektoniska och till och med mikroskopiska möjligheter för tillsatsframställning. Bara för skojs skull, låt oss ta en titt på några av de coolaste 3D-utskriftsmöjligheterna.

Bio-tryckning

Tidigare var det ett relativt permanent problem att förlora en lem eller ha bort ett organ. Medan proteser fungerar för en avskärmad lem har det alltid varit ett problem att byta ut saker i kroppen. Med hjälp av vävnadsteknikprocesser och några av de mest invecklade 3D-trycktekniker som ännu utvecklats har forskare kunnat skapa organ och levande vävnad genom att deponera levande celler i exakta lager, precis som att skriva ut något annat objekt.

Fotograf: Chris Ratcliffe / Bloomberg (Kredit: healthwriters.wordpress.com)

Dessa biotryckta vävnader och organ kan till och med behålla cellens livskraft och funktion. medan bio-skrivare fortfarande är kontroversiella och något otestade, kommer framstegen på fältet troligen att förändra vår värld under de kommande årtiondena. Tänk dig att kunna växa en ny lunga eller skapa nya blodkärl, det är din perfekta genetiska match!

Fordonsapplikationer

Genom att utveckla nya delar och bilprodukter på ett relativt billigt sätt, förbättras effektivitet och hållbarhet inom många fordonsområden. Det här representerar nästan 1 miljarder dollar i 3D-trycksektorn redan, och när den gröna revolutionen fortsätter kommer den troligtvis att vara starkt beroende av kreativiteten och innovationen som tillåts genom 3D-utskrift.

Personlig utskrift

Som artikeln angav i början, om du kan drömma det, kan du göra det, och det är precis vad vanliga människor äntligen får göra. Du behöver inte en stor tillverkningsanläggning eller för mycket kunskap. Om du kan lära dig hur du designar något i 3D-modelleringsprogram kan du låta fantasin springa vild. Denna enkla tillgång till en livskraftig tillverkningsmetod har skapat dussintals företag och inspirerat tusentals entreprenörer.

Nu, med mobila 3D-skannrar som är inbyggda i vissa nya prylar (som Microsoft Kinect), kommer det inte vara länge innan 3D-utskrift blir ännu mer vanligt och integrerat i vårt vardag. Skanna något du vill, exportera filen till din billiga skrivare, och inom några timmar har du en egen kopia av objektet! Fantastiskt!

Det är klart att 3D-utskrift kommer att förändra vår värld - och nästan alla verkar vara överens. Vi är bara i de tidiga stadierna av 3D-utskriftsmöjligheter, men världen väntar ivrigt på vad som kommer nästa!

referenser: