3D tiskanje in hitro prototipiranje: prihodnost ali modrost?

Oglas

Kaj vam je šlo na pamet, ko ste prvič videli 3D tiskanje v akciji? Ste preprosto pomislili, "Hej, zmerno je kul. O, glej, veverica. "? Ali pa si mislil, "Vau. S tem bi lahko zgradil VSEČ! " Dejstvo, da berete ta članek, pomeni, da je varno domnevati, da spadate v slednjo skupino.

Ali je vseeno le 'kul'? Je to le naslednja velika stvar, kot so leteči avtomobili in obroki v obliki tabletk? To so potencialno res koristne stvari, vendar nikoli niso postale mainstream. Ali bo tako pri 3D tiskanju šlo tako? Nekatere stvari so všeč Personalno Digital ASsistants (dlančniki) in kaseti Walkman so skočili od modre do trendne, a še vedno zbledeli. Zakaj?

Kaj naredi čudovitost?

Kaj je tisto, zaradi česar eksplozivno moteča tehnologija traja, medtem ko drugi zbledijo ali pa jih nikoli ne spustijo skozi vrata? Za to obstaja več kriterijev, kot jih morda sestavimo, in številnih le-teh preprosto ni mogoče meriti, kot so "kul" ali faktorji sreče. Konec koncev čas odloči.

Kaj se je torej zgodilo z dlančnikom? Lahko bi trdili, da so malce pred svojim časom. Računalniki niso bili povsod takšni, kot so danes, in načrtovalka dnevnega papirja je naredila vse, kar je večina ljudi potrebovala, vsaj tako hitro. Tako dejanske potrebe in enostavnosti uporabe ni bilo.

Walkman pa je bil enostaven za uporabo in ljudje so si resnično želeli, da bi lahko poslušali svojo najljubšo glasbo, zasebno in kjer koli. Proti Walkmanu ni šlo nič, dokler se glasba medija ni spremenila. Pojavili so se CD-ji in nato porast interneta, MP3-ji pa so začeli kaseto in CD nepomembno. Tehnologija je ravno presegla prenosni predvajalnik in se je razvila v MP3 predvajalnike, ki so bili asimilirani v pametne telefone, ki jih imamo danes radi.

Se bodo takšne stvari dogajale s 3D tiskanjem in hitrim prototipiranjem? Če ne bomo natisnili delujoče kristalne kroglice ali TARDIS, tega zagotovo ne vemo. Mi lahko pogledati v preteklost pa vseeno. Glede na vsaj bajlija različnih zgodovinarjev in filozofskih vrst nam lahko zgodovina pomaga napovedati prihodnost.

Zakaj prototipiranje sploh?

Celotna ideja oblikovanja in prototipiranja predmetov je, da naše ideje uresničimo in jih uresničimo, vidimo, ali delujejo, nato pa spremenimo dizajn, da bo boljši. Nato ga spet prototiramo, vidimo, ali deluje, nato pa spremenimo dizajn, da bo še boljši. To je povratna zanka. Oblikovalci, ustvarjalci, izdelovalci, umetniki in izumitelji sledijo temu postopku.

Prototipiziranje v preteklosti

V preteklosti bi človek skiciral svojo idejo in na papirju spreminjal spremembe. Nato bi izbrali medij, v katerem bodo lahko izdelovali predmet - les, kovina, plastika, karkoli. Potem bi porabili veliko časa za obdelavo in obdelavo, dletenje in oblikovanje, dokler niso dobili, kar se jim je zdelo precej dobrega prototipa. Ko konča, jih preizkusi, da ugotovi, ali je čim boljši. Če ne, je bilo nazaj na risalno ploščo. Če bi šli skozi ta postopek le tri ali štirikrat, bi lahko dobesedno minilo eno leto, dokler niso imeli nekaj, s čim so zadovoljni. Čas je denar, kajne ?!

Risalni del postopka je bilo enostavno izboljšati. Prišli smo do standardiziranih tehnik in orodij za risanje. Sčasoma smo imeli računalnike in programsko opremo, zato je bilo sestavljanje hitrejše, spremembe pa lažje. Toda del izdelave se ni veliko razvil. Skoki in meje, ki jih je imel risanje, se ni izboljšalo.

Ljudje so poskusili. Obstajajo patenti za načine ustvarjanja 3D predmetov iz poznih 1800-ih, vendar nobeden od njih ni bil preprost, vsestranski ali cenovno dovolj za množično izdelavo.

Photosculpture

Ena metoda, ki jo je izumil François Willème in patentirana leta 1864 je bila fotokultura. Čeprav so ga večinoma uporabljali v umetniške namene, je bila ideja, da bi vzel predmet in ga hitro podvojil, če ne dejansko ustvaril. Oglejte si video o postopku, ki ga je leta 1939 opravil Marcus Adams. Še danes je navdušujoče.

CNC in rezkanje

V 40. letih Numerično Crezkani (NC) rezkalni stroji so znali brati udarne kartice in samodejno izrezati obliko iz kovine ali lesa. To bi lahko šteli za začetek 3D-tiskanja.

Leta 1951 je a Comara Numerično Cmlin za upravljanje drogov (CNC) je bil izdelan na MAssachusetts jaznstitute od Tehnologija (MIT).

CNC mlini so postali boljši in manjši, vendar so bili še vedno preveliki ali dragi, da bi jih lahko uporabljali vsi, razen proizvajalcev. Velika hitrost posebej zasnovanih in nadvse ostrih rezkalnih bitov je bila tudi nevarna, če se zlomijo in se lomijo dovolj pogosto. Ničesar ni bilo mogoče varno uporabiti v dokaj majhnem prostoru in je bilo do nedavnega primerno cenovno ugodno. Oglejte si tega.

Pravi 3D tisk

V poznih sedemdesetih do zgodnjih osemdesetih letih je nekaj pametnih ljudi pojavilo idejo za tridimenzionalni tisk z uporabo polimerne smole in svetlobe. Ker je bil leta 1972 otrok Mitsubishi Motors, je bil mož leta 1972, je Hideo Kodama iz občinske industrijske raziskave Nagoya trajalo do leta 1981. Delovalo je tako, da se je vedro smole počasi premikalo navzdol, medtem ko so z vrha in ene strani laserji nanj usmerjeni. Kjer so se srečali laserji, se je polimerna goop utrdila. V samo nekaj minutah ste lahko držali model iz smole dizajna, ki je bil ravno v tistem jutru v tvoji glavi.

V naslednjem videoposnetku je prikazano, kaj se dogaja v fotopolimernem 3D tiskalniku. Iščete več poglobljena razlaga, kako deluje 3D tiskanje Kaj je 3D tiskanje in kako natančno deluje?Predstavljajte si, če bi lahko iz tiskalnika v svojem domu natisnili tridimenzionalne predmete. Ko sem bil otrok v osnovni šoli, sem mislil, da bi bilo super, če bi lahko natisnil pice ... Preberi več ? Tudi tega imamo.

Vidite, da ta metoda morda ni idealna za uporabo doma. Čeprav je 3D-tiskanje fotopolimerov strašno natančno, je lahko nekoliko zmedeno, če vaša mačka trka tiskalnik.

Potem je prišel zraven Frabljen Depozicija Mtiskanje odeling (FDM). Poenostavljeno rečeno, tiskalnik se je izmuznil (depoziti) staljena plastika malo naenkrat. Plastika mora biti vroča, da šprica skozi majhno šobo, da se lepi (varovalke) lepo na plast plastike, ki je bila prej špricati ven. To se zgodi plast za plastjo, dokler nimate tridimenzionalnega predmeta oz model. Enako bi lahko storili s pištolo za vroče lepilo, če bi imeli jeklene živce in potrpljenje Gandhija. Če pa ni, preverite 3Doodler pisalo 3Doodler 3Doodler 3D peresnik in pregled3Doodler je pisalo, ki črpa v 3D plastiko. Pomeni, niste omejeni na risanje na papirju - risate lahko tudi v zraku. Preberi več .

Tu je videoposnetek tiskalnika MakerBot FDM v akciji. MakerBot je eden najpomembnejših igralcev pri množičnem 3D-tiskanju. Njihovi tiskalniki so dovolj majhni za uporabo doma in cenovno dostopni mnogim ljudem. Ampak ne jaz še.

Država prototipizacije

S 3D-tiskanjem, CNC rezkanjem in drugimi tehnologijami, ki postajajo cenejše, natančnejše in enostavnejše za uporabo, skoraj vsakdo lahko predstavi svojo idejo v nekaj, kar lahko drži v roki. Pri tem lahko ljudje, ki imajo odlične ideje, na trg prinesejo izume in izdelke, ki jih morda nikoli ne bi. Tako kot ta eksoskelet na spodnji sliki. Videti je kul, nimam pojma, kaj počne.

Medtem ko umetniki in samostojne skupnosti še naprej gravitirajo k 3D-tiskanju, opažamo eksponentno prilagajanje.

»Vsak dan ima več ljudi dostop do tehnologije 3D-tiskanja zahvaljujoč strojni opremi z odprto kodo Naredite samostojni klubi, prostori za hekerje in izdelovalce ter Maker Faires Štirje razlogi, zakaj bi morali obiskati svoj lokalni hekerski prostor Preberi več da (obdrži) popadki v mestih po vsem svetu. Dobri mednarodni primeri so Wevolver v Londonu in Amsterdamu, FabLabs in v zadnjem času tudi 3D vozlišča omrežje, ki je v manj kot letu dni naraslo iz povezovanja nekaj sto 3D-tiskalnikov na več kot 7000. “ opombe Rudy de Waele, Strategija tehnoloških inovacij in avtor / kustos Shift 2020.

3D tiskanje kot poslovni model

Trenutno je na spletu na tisoče, če že ne na milijone datotek, ki jih lahko preprosto naložite v svoj 3D tiskalnik in izdelek naredite. Sploh ni treba vedeti, kako karkoli oblikovati.

Kot Richard A. D'Aveni pojasnjuje v članku Harvard Business Review, Tridnevno tiskanje bo spremenilo svet,

»Ko se aplikacije tehnologije širijo in cene padajo, je prva velika posledica, da bo več blaga proizvedeno na mestu nakupa ali porabe ali blizu njega. To lahko pomeni celo proizvodnjo nekaterih stvari na gospodinjskem nivoju. (Plačali boste za surovine in IP - programske datoteke za vse modele, ki jih v spletu ne najdete.) "

Kakšen vpliv bo imel na trge prevoza, trgovine na drobno in poprodajnih storitev? Težko je reči, toda če prihrani denar podjetjem in ljudem, je to običajno varna stava.

Bo ostalo ali bo šlo?

Videli smo, da že dolgo obstaja povpraševanje po 3D tiskanju in da ljudem prihrani čas, energijo in denar. Ugotovili smo tudi, da je na voljo nekaj načinov 3D-tiskanja in izdelave prototipov - CNC stroji, fotopolimeri in FDM so le trije na voljo. Torej, medij se lahko spremeni, vendar se bodo bistveni postopki 3D-tiskanja nadaljevali. Postopek postaja tudi bolj prenosljiv, lažji za izvedbo in cenovno dostopnejši skoraj vsak dan.

Morda je še pomembneje, da 3D tiskanje in hitro oblikovanje prototipov odpirata vrata ljudem, ki morda prej niso razmišljali o oblikovanju ali inženiringu. Dave Evans, futuristična Silicijska dolina, navaja v 5 Strokovnjaki ocenjujejo prihodnost 3D tiskanja,

»3D-tiskanje naredi nekaj zelo malo drugih tehnologij - združuje umetnost in znanost. Kakšen odličen način, da zdaj vključite ključne ženske (in moške), ne glede na poreklo. "

Obstaja celo 3D tiskalnik v vrednosti 100 USD, ki bi moral biti kmalu na voljo. Ker gre za to in iznajdljivost predmetov, ustvarjenih s 3D-tiskanjem, se zagotovo zdi, da je tu, da ostanemo z nami, vsaj dokler Walkman... če ne več.

Kaj misliš? Fad ali prihodnost? Kakšne načrte za pridobitev 3D tiskalnika ali CNC mlina zase? Ali ga že imate? Če to počnete, za kaj ga uporabljate? Bi priporočili drugim, ki preizkušajo 3D tiskanje? Sporočite nam spodaj.

Slikovni krediti: Rezkalni stroj Via Shutterstock, 3d tiskalnik Via Shutterstock, WREX eksoskelet pri 3D-tiskanju prihodnje razstave v Science_Museum v Londonu, Prostorska soba, Sony Walkman, Starejši CNC stroj prek WikiMedia, Palm Vx prek Flickr