3D-printen en snelle prototyping: toekomst of rage?

Advertentie

Wat ging er door je hoofd toen je 3D-printen voor het eerst in actie zag? Dacht je gewoon, 'Hé, dat is redelijk cool. Oh kijk, een eekhoorn ”? Of dacht je, "Wauw. Daar zou ik ALLES mee kunnen bouwen! ” Het feit dat u dit artikel leest, betekent dat u er zeker van kunt zijn dat u tot de laatste groep behoort.

Is het echter gewoon ‘cool’? Is het gewoon het volgende grote ding, zoals vliegende auto's en maaltijden in een pil? Dat zijn potentieel echt nuttige dingen, maar ze zijn nooit mainstream geworden. Gaat het zo af voor 3D-printen? Sommige dingen houden van Ppersoonlijk Digital EENssistants (PDA's) en Walkman-cassettespelers maakten de sprong van rage naar trend, maar vervaagden nog steeds. Waarom?

Wat maakt een rage?

Wat zorgt ervoor dat een explosief ontwrichtende technologie blijft bestaan, terwijl andere vervagen of nooit de poort uitkomen? Daar zijn meer criteria voor dan we mogelijk kunnen samenstellen, en veel ervan kunnen gewoon niet worden gemeten, zoals de ‘cool’ of geluksfactoren. Uiteindelijk beslist de tijd.

Dus wat is er met de PDA gebeurd? Men zou kunnen stellen dat ze hun tijd een beetje vooruit waren. Computers waren gewoon niet overal zoals ze nu zijn, en een papieren dagplanner deed alles wat de meeste mensen nodig hadden, minstens zo snel. Dus werkelijke behoefte en gebruiksgemak waren er niet.

De Walkman was echter gemakkelijk te gebruiken en mensen wilden echt overal naar hun favoriete muziek kunnen luisteren. Er was niets tegen de Walkman totdat het medium van de muziek veranderde. Cd's kwamen langs en toen de opkomst van internet, en mp3's begonnen de cassette en cd irrelevant te maken. Technologie overtrof net de draagbare cassettespeler en evolueerde naar de MP3-spelers, die werden opgenomen in de smartphones waar we tegenwoordig van houden.

Zal dat soort dingen gebeuren met 3D-printen en rapid prototyping? Tenzij we een werkende kristallen bol of TARDIS kunnen afdrukken, is er geen manier om het zeker te weten. Wij kan kijk echter naar het verleden. Volgens ten minste een miljard verschillende historici en soorten filosoof kan de geschiedenis ons helpen de toekomst te voorspellen.

Waarom eigenlijk prototyping?

Het hele idee van het ontwerpen en prototypen van objecten is om onze ideeën te nemen en ze echt te maken, te kijken of ze werken, en vervolgens het ontwerp te veranderen om beter te zijn. Vervolgens prototypen we het opnieuw, kijken of het werkt en veranderen we het ontwerp om het nog beter te maken. Dit is de terugkoppeling. Ontwerpers, makers, fabrikanten, kunstenaars en uitvinders volgen dit proces allemaal.

Prototyping in het verleden

In het verleden schetste een persoon zijn idee en bracht wijzigingen aan op papier. Vervolgens kozen ze een medium om het item te maken: hout, metaal, plastic, wat dan ook. Daarna besteedden ze veel tijd aan werken en bewerken, beitelen en vormen, totdat ze een naar hun idee een redelijk goed prototype kregen. Als ze klaar zijn, testen ze het om te zien of het zo goed mogelijk is. Zo niet, dan was het terug naar de tekentafel. Door dit proces slechts drie of vier keer te doorlopen, kon het letterlijk een jaar duren voordat ze iets hadden waar ze tevreden mee waren. Tijd IS geld, toch ?!

Het tekengedeelte van het proces was gemakkelijk te verbeteren. We bedachten gestandaardiseerde tekentechnieken en tools. Uiteindelijk hadden we computers en software, dus het opstellen ging sneller en het aanbrengen van wijzigingen was eenvoudiger. Maar het fabricagedeel evolueerde niet veel. Het werd niet beter door de grote sprongen die het opstellen had.

Mensen probeerden het echter. Er zijn patenten voor manieren om 3D-items te maken die dateren uit de late jaren 1800, maar geen van hen was eenvoudig, veelzijdig of betaalbaar genoeg om in massa te worden geproduceerd.

Fotobeeldje

Een methode uitgevonden door François Willème en gepatenteerd in 1864 was de fotosculptuur. Hoewel het voornamelijk voor artistieke doeleinden werd gebruikt, was het idee om een ​​object te nemen en het snel te dupliceren, zo niet te creëren. Bekijk deze video van Marcus Adams over het proces dat in 1939 wordt uitgevoerd. Zelfs vandaag is het ontzagwekkend.

CNC en frezen

In de jaren 40 Numerisch Controlled (NC) freesmachines konden ponskaarten lezen en het ontwerp automatisch uit een stuk metaal of hout snijden. Dit kan worden beschouwd als het begin van 3D-printen.

In 1951, een Comuter Numeric Control (CNC) molen is gemaakt in de Massachusetts iknstituut van Technologie (MIT).

CNC-molens werden beter en kleiner, maar waren nog steeds te groot of duur voor iedereen behalve fabrikanten om te gebruiken. De hoge snelheid van de speciaal ontworpen en superscherpe freesbits was ook gevaarlijk, mochten ze breken, en ze breken vaak genoeg. Er was niets dat veilig en in een vrij kleine ruimte kon worden gebruikt en tot voor kort redelijk betaalbaar was. Bekijk deze eens.

Echt 3D printen

Eind jaren zeventig tot begin jaren tachtig kwamen enkele slimme mensen op het idee om driedimensionaal te printen met polymeerhars en licht. Als geesteskind van Mitsubishi Motors in 1972 duurde het tot 1981 voordat Hideo Kodama van Nagoya Municipal Industrial Research het daadwerkelijk deed. Het werkte door een emmer hars langzaam naar beneden te laten bewegen terwijl er lasers vanaf de bovenkant en de ene kant op werden gericht. Waar de lasers elkaar ontmoetten, verhardde het polymeer. In slechts een paar minuten zou je een harsmodel kunnen vasthouden van een ontwerp dat die ochtend in je hoofd zat.

De volgende video laat zien wat er gebeurt in een fotopolymeer 3D-printer. Op zoek naar meer diepgaande uitleg over hoe 3D-printen werkt Wat is 3D-printen en hoe werkt het precies?Stel je voor dat je driedimensionale objecten rechtstreeks vanuit een printer in je huis zou kunnen printen. Toen ik een kind was op de basisschool, vond ik het geweldig als ik pizza's kon uitprinten ... Lees verder ? Dat hebben we ook.

U kunt zien dat deze methode misschien niet ideaal is voor gebruik thuis. Hoewel 3D-printen met fotopolymeer ongelooflijk nauwkeurig is, kan het een beetje rommelig zijn als uw kat de printer omver stoot.

Vervolgens kwam langs Fgebruikt Dopstelling Modeling (FDM) afdrukken. Om het eenvoudig te zeggen: het is een printer die eruit spuit (deposito's) gesmolten plastic beetje bij beetje. Het plastic moet heet zijn om door een klein mondstuk te kunnen spuiten, zodat het blijft plakken (zekeringen) mooi tegen de laag plastic die eerder was uitgespoten. Dit gebeurt laag na laag totdat je een driedimensionaal object of hebt model-. Je zou hetzelfde kunnen doen met een heet lijmpistool als je stalen zenuwen en het geduld van Gandhi had. Of zo niet, bekijk dan de 3Doodler 3D-printpen 3Doodler 3D Pen Review en GiveawayDe 3Doodler is een pen die in 3D plastic tekent. Dit betekent dat u niet beperkt bent tot tekenen op papier - u kunt ook in de lucht tekenen. Lees verder .

Hier is een video van een MakerBot FDM-printer in actie. MakerBot is een van de belangrijkste spelers die 3D-printen naar de massa brengt. Hun printers zijn klein genoeg om thuis te gebruiken en voor veel mensen betaalbaar. Maar ik nog niet.

De staat van prototyping

Nu 3D-printen, CNC-frezen en andere technologieën goedkoper, preciezer en gebruiksvriendelijker worden, kan bijna iedereen zijn idee veranderen in iets dat hij in de hand kan houden. Door dat te doen, kunnen mensen met geweldige ideeën uitvindingen en producten op de markt brengen die het misschien nooit zouden hebben gehaald. Zoals dit exoskelet-ding in de onderstaande afbeelding. Ziet er cool uit, geen idee wat het doet.

Terwijl kunstenaars en doe-het-zelfgemeenschappen steeds meer aangetrokken worden tot 3D-printen, zien we exponentiële aanpassing.

“Elke dag hebben meer mensen toegang tot 3D-printtechnologie dankzij de open source hardware Doe-het-zelf clubs, ruimtes voor hackers en makers en Maker Faires Vier redenen waarom u uw lokale hackerspace moet bezoeken Lees verder dat (houden) opduiken in steden over de hele wereld. Goede internationale voorbeelden zijn Wevolver in Londen en Amsterdam, de FabLabs, en meer recentelijk de 3D-hubs netwerk, dat groeide van het aansluiten van een paar honderd 3D-printers tot meer dan 7.000 in minder dan een jaar tijd. " notities Rudy de Waele, Technology Innovation Strategist en auteur / curator van Shift 2020.

3D-printen als bedrijfsmodel

Op dit moment zijn er duizenden, zo niet miljoenen bestanden op het web die u gewoon in uw 3D-printer kunt laden en het item kunt maken. Je hoeft niet eens te weten hoe je iets moet ontwerpen.

Zoals Richard A. D'Aveni legt uit in het Harvard Business Review-artikel, 3D-printen zal de wereld veranderen,

“Naarmate de toepassingen van de technologie toenemen en de prijzen dalen, is de eerste grote implicatie dat er meer goederen zullen worden vervaardigd op of dichtbij hun punt van aankoop of consumptie. Dit kan zelfs betekenen dat sommige dingen op huishoudniveau worden geproduceerd. (U betaalt voor grondstoffen en het IP, de softwarebestanden voor ontwerpen die u niet gratis op internet kunt vinden.) "

Welk effect heeft dat op de transport-, retail- en aftermarket-servicemarkten? Het is moeilijk te zeggen, maar als het bedrijven en mensen geld bespaart, is het meestal een veilige gok dat het aanslaat.

Zal het blijven of zal het gaan?

We hebben gezien dat er al lang vraag is naar 3D-printen en dat dit mensen tijd, energie en geld bespaart. We hebben ook gezien dat er een paar manieren zijn waarop 3D-printen en prototyping kunnen worden gedaan: CNC-machines, fotopolymeren en FDM zijn er slechts drie die beschikbaar zijn. Het medium kan dus veranderen, maar de essentiële 3D-printprocessen zullen doorgaan. Het proces wordt ook draagbaarder, gemakkelijker te doen en bijna dagelijks betaalbaarder.

Misschien nog belangrijker is dat 3D-printen en rapid prototyping deuren openen voor mensen die nog niet eerder over design of engineering hebben nagedacht. Dave Evans, Silicon Valley Futurist stelt dat 5 experts wegen mee in de toekomst van 3D-printen,

“3D-printen doet iets wat maar heel weinig andere technologieën doen - het combineert kunst en wetenschap. Wat een geweldige manier om belangrijke vrouwen (en mannen) er nu bij te betrekken, ongeacht hun achtergrond. ”

Er is zelfs een 3D-printer van $ 100 die binnenkort beschikbaar zou moeten zijn. Met zoveel moeite en de vindingrijkheid van de items die worden gemaakt met 3D-printen, lijkt het zeker alsof het hier is om bij ons te blijven, tenminste zolang de Walkman... zo niet langer.

Wat denk je? Fad of toekomst? Heb je plannen om zelf een 3D-printer of CNC-freesmachine te kopen? Heeft u er al een? Als je dat doet, waar gebruik je het dan voor? Zou je andere mensen aanraden die 3D-printen proberen? Laat het ons hieronder weten.

Afbeeldingscredits: Freesmachine Via Shutterstock, 3D-printer Via Shutterstock, WREX-exoskelet op de 3D-printing van de toekomstige tentoonstelling in het Science_Museum in Londen, Tekenkamer, Sony Walkman, Oudere CNC-machine via WikiMedia, Palm Vx via Flickr