3D-printen en Rapid Prototyping Future of Fad?

Wat ging er door je heen de eerste keer dat je 3D-printing in actie zag? Dacht je gewoon, “Hé dat is redelijk cool. Oh kijk, een eekhoorn”? Of dacht je, “Wauw. Ik zou daar ALLES mee kunnen bouwen!” Alleen al het feit dat u dit artikel leest, betekent dat u veilig kunt veronderstellen dat u tot de laatste groep behoort.

Is het echter gewoon 'cool'? Is het gewoon het volgende grote ding als vliegende auto's en maaltijden-in-een-pil? Dat zijn potentieel echt nuttige dingen, maar ze werden nooit mainstream. Is dat hoe het gaat dalen voor 3D-printen? Sommige dingen zoals PERSOONLIJKE Digital EENssistants (PDA's) en Walkman-cassettespelers maakten de sprong van rage naar trend, maar vervaagden nog steeds. Waarom?

Wat maakt een rage?

Wat doet een explosief ontwrichtende technologie het laatst, terwijl andere vervagen of nooit uit de poort komen? Daar zijn meer criteria voor dan we kunnen compileren, en veel ervan kunnen gewoon niet worden gemeten, zoals de 'coole' of geluksfactoren. Uiteindelijk beslist de tijd.

Wat is er met de PDA gebeurd? Men zou kunnen zeggen dat ze hun tijd een beetje voor 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 was er niet.

De Walkman was echter eenvoudig te gebruiken en mensen wilden echt naar hun favoriete muziek kunnen luisteren, privé, overal. Er was niets tegen de Walkman tot het medium van de muziek veranderde. Er kwamen cd's en toen de opkomst van het internet, en MP3's begonnen de cassetteband en cd irrelevant te maken. De technologie was net beter dan de draagbare cassettespeler en evolueerde naar de MP3-spelers, die werden opgenomen in de smartphones waar we van houden vandaag.

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 in het verleden echter. Volgens een bajillion van verschillende historici en filosoofsoorten kan de geschiedenis ons helpen de toekomst te voorspellen.

Waarom Prototyping hoe dan ook?

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

Prototyping in het verleden

Vroeger schetste iemand zijn idee en bracht het wijzigingen aan op papier. Dan zouden ze een medium kiezen om het voorwerp te maken - hout, metaal, plastic, wat dan ook. Daarna brachten ze veel tijd door met bewerken en bewerken, beitelen en vormen, totdat ze kregen waarvan ze dachten dat het een behoorlijk goed prototype was. Als ze klaar waren, zouden ze het testen om te zien of het zo goed mogelijk was. Zo niet, dan was het terug naar de tekentafel. Door dit proces slechts drie of vier keer te doorlopen, kan het letterlijk een jaar duren voordat ze iets hadden waar ze tevreden mee waren. Tijd IS geld, goed?!

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

Mensen probeerden het echter. Er zijn patenten op 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 grote hoeveelheden geproduceerd te worden.

photosculpture

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 om het te maken. Bekijk deze video van het proces dat in 1939 werd uitgevoerd door Marcus Adams. Zelfs vandaag is het ontzagwekkend.

CNC en frezen

In de jaren 1940 Numerically Controlled (NC) freesmachines kunnen 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 Computer Numeric Control (CNC) molen werd gemaakt op de Massachusetts iknoodgeval van Technology (MIT).

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

Echte 3D-afdrukken

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

In de volgende video ziet u wat er gebeurt in een fotopolymeer 3D-printer. Op zoek naar een meer diepgaande uitleg over hoe 3D-printen werkt Wat is 3D-printen en hoe werkt het precies? Wat is 3D-printen en hoe werkt het precies? Stel u voor dat u driedimensionale objecten rechtstreeks vanuit een printer bij u thuis kunt afdrukken. Toen ik nog een kind op de basisschool was, dacht ik dat het geweldig zou zijn als ik pizza's kon afdrukken ... Lees Meer? Wij hebben dat ook.

Je ziet dat deze methode misschien niet ideaal is om thuis te gebruiken. Hoewel fotopolymeer 3D-printen buitengewoon accuraat is, kan het een beetje rommelig zijn als je kat de printer omstoot.

Toen ging hij mee Fgebruikt Deposition Modeling (FDM) afdrukken. Om het simpel te zeggen, het is een printer die eruit spuit (Deposito) gesmolten plastic beetje bij beetje. Het plastic moet heet zijn om door een klein mondstuk te spuiten, zodat het blijft hangen (Zekeringen) mooi op de laag plastic die eerder was weggespoten. Dit gebeurt laag na laag totdat je een driedimensionaal object hebt of model-. Je zou hetzelfde kunnen doen met heet lijmpistool als je stalen zenuwen had en het geduld van Gandhi. Of, als dat niet het geval is, bekijk de 3Doodler 3D-printerpen 3Doodler 3D Pen Review en Giveaway 3Doodler 3D Pen Review en Giveaway. De 3Doodler is een pen die tekent in 3D-plastic. Dit betekent dat je niet beperkt bent tot tekenen op papier - je 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 om 3D-printing bij de massa te brengen. Hun printers zijn klein genoeg om thuis te gebruiken en betaalbaar voor veel mensen. Maar ik niet.

De staat van prototyping

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

Terwijl kunstenaars en doe-het-zelfgemeenschappen zich blijven richten op 3D-printen, zien we een exponentiële aanpassing.

“Elke dag hebben meer mensen toegang tot 3D-printtechnologie dankzij de open-source hardware DIY-clubs, hacker- en maker-ruimtes en Maker Faires. Vier redenen waarom je je lokale Hackerspace zou moeten bezoeken Vier redenen waarom je je lokale Hackerspace zou moeten bezoeken Lees meer (houden) duiken op in steden over de hele wereld. Goede internationale voorbeelden zijn Wevolver in Londen en Amsterdam, de FabLabs en, meer recent, het 3D Hubs-netwerk, dat groeide uit het verbinden van een paar honderd 3D-printers tot meer dan 7.000 in minder dan een jaar tijd.” merkt op Rudy de Waele, Technology Innovation Strategist en Author / Curator of Shift 2020.

3D-afdrukken als een 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 uitlegt in het artikel in de Harvard Business Review, zal 3-D Printing de wereld veranderen,

“Naarmate toepassingen van de technologie zich uitbreiden en de prijzen dalen, is de eerste grote implicatie dat 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. (Je betaalt de grondstoffen en het IP-bestand - de softwarebestanden voor alle ontwerpen die je op internet niet kunt vinden.)”

Welk effect zal dat hebben op de markten voor transport, retail en aftermarket? Het is moeilijk te zeggen, maar als het bedrijven en mensen geld bespaart, is het meestal een veilige gok waar het op aan zal slaan.

Zal het blijven of zal het gaan?

We hebben gezien dat er al lang een vraag is naar 3D-printen en dat het mensen tijd, energie en geld bespaart. We hebben ook gezien dat er een aantal manieren zijn waarop 3D-printen en prototyping kan worden gedaan - CNC-machines, fotopolymeren en FDM zijn slechts drie die beschikbaar zijn. Het medium kan dus veranderen, maar de essentiële 3D-afdrukprocessen worden voortgezet. Het proces wordt ook steeds draagbaarder, eenvoudiger te doen en bijna dagelijks betaalbaarder.

Misschien nog belangrijker is dat 3D-printen en rapid prototyping deuren openen voor mensen die misschien niet eerder hebben gedacht aan ontwerp of engineering. Dave Evans, Silicon Valley Futurist stelt dit in 5 Experts Weigh In over de toekomst van 3D-printen,

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

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

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

Beeldcitaten: freesmachine via Shutterstock, 3d-printer via Shutterstock, WREX-exoskelet bij het 3D-printen van de toekomstige tentoonstelling in het Science_Museum in Londen, Drafting Room, Sony Walkman, oudere CNC-machine via WikiMedia, Palm Vx via Flickr

Ontdek meer over: 3D-printen.