Drukowanie 3D i szybkie prototypowanie Przyszłość czy moda?

Co przyszło Ci do głowy, gdy po raz pierwszy zobaczyłeś drukowanie 3D w akcji? Czy po prostu pomyślałeś, “Hej, to umiarkowanie fajne. Spójrz, wiewiórka”? A może myślałeś?, “Łał. Mógłbym z tym zbudować WSZYSTKO!” Sam fakt, że czytasz ten artykuł, oznacza, że ​​można bezpiecznie założyć, że należysz do tej drugiej grupy.

Czy to jest po prostu „fajne”? Czy to kolejna wielka rzecz, jak latanie samochodami i posiłki w pigułce? Są to potencjalnie naprawdę przydatne rzeczy, ale nigdy nie stały się głównym nurtem. Czy tak to pójdzie do drukowania 3D? Niektóre rzeczy jak P.osobisty reigital ZASistani (PDA) i odtwarzacze kaset Walkman przeszli od mody do trendu, ale nadal zanikali. Czemu?

Co sprawia, że ​​moda?

Co sprawia, że ​​technologia wybuchowo destrukcyjna trwa, podczas gdy inni znikają lub nigdy nie wychodzą z bramy? Jest na to więcej kryteriów, niż możemy skompilować, a wielu z nich po prostu nie da się zmierzyć, takich jak „fajne” czy czynniki szczęścia. Ostatecznie czas decyduje.

Co się stało z PDA? Można argumentować, że byli nieco przed czasem. Komputery po prostu nie były tak jak dzisiaj, a papierowy terminarz zrobił wszystko, czego większość ludzi potrzebowała, przynajmniej tak szybko. Tak więc nie było tam rzeczywistej potrzeby i łatwości użytkowania.

Odtwarzacz Walkman był jednak łatwy w obsłudze, a ludzie naprawdę chcieli móc słuchać ulubionej muzyki, prywatnie i wszędzie. Nie było nic przeciwko Walkmanowi, dopóki medium muzyki się nie zmieniło. Pojawiły się płyty CD, a potem pojawił się Internet, a MP3 zaczęły sprawiać, że kaseta magnetofonowa i CD były nieistotne. Technologia wyprzedziła przenośny odtwarzacz taśm i przekształciła się w odtwarzacze MP3, które zostały przyswojone do smartfonów, które kochamy dzisiaj.

Czy takie rzeczy przydarzą się drukowaniu 3D i szybkiemu prototypowaniu? O ile nie możemy wydrukować działającej kryształowej kuli lub TARDIS, nie ma pewności. My mogą patrz jednak w przeszłość. Według co najmniej bajliona różnych historyków i typów filozofów historia może nam pomóc w prognozowaniu przyszłości.

Po co w ogóle prototypowanie?

Cała idea projektowania i prototypowania obiektów polega na przyjęciu naszych pomysłów i urzeczywistnieniu ich, sprawdzeniu, czy działają, a następnie zmianie projektu na lepszy. Następnie prototypujemy go ponownie, sprawdzamy, czy działa, a następnie zmieniamy projekt, aby był jeszcze lepszy. To jest sprzężenie zwrotne. Projektanci, twórcy, producenci, artyści i wynalazcy postępują zgodnie z tym procesem.

Prototypowanie w przeszłości

W przeszłości człowiek szkicował swój pomysł, wprowadzając zmiany na papierze. Następnie wybiorą medium, w którym zrobi przedmiot - drewno, metal, plastik, cokolwiek innego. Potem spędzali dużo czasu na pracy i obróbce, dłutowaniu i formowaniu, dopóki nie otrzymali czegoś, co uważali za całkiem niezły prototyp. Po zakończeniu przetestują go, aby sprawdzić, czy jest tak dobry, jak to możliwe. Jeśli nie, wrócił do deski kreślarskiej. Przeprowadzenie tego procesu tylko trzy lub cztery razy może zająć dosłownie rok, zanim będą mieli coś, z czego będą zadowoleni. Czas to pieniądz, prawda?!

Część procesu rysowania była łatwa do ulepszenia. Wymyśliliśmy znormalizowane techniki i narzędzia kreślarskie. W końcu mieliśmy komputery i oprogramowanie, więc szkicowanie było szybsze, a wprowadzanie zmian łatwiejsze. Ale część produkcyjna niewiele ewoluowała. Nie polepszyło się to dzięki skokom i ograniczeniom, jakie miał projekt.

Ludzie jednak próbowali. Istnieją patenty na sposoby tworzenia przedmiotów 3D z końca 1800 roku, ale żaden z nich nie był prosty, wszechstronny ani niedrogi, aby mógł być produkowany masowo.

Photosculpture

Jedną z metod wynalezionych przez François Willème i opatentowanych w 1864 r. Była fotoskład. Chociaż był używany głównie do celów artystycznych, postanowiono wziąć przedmiot i szybko go zduplikować, jeśli nie faktycznie go stworzyć. Obejrzyj wideo z procesu przeprowadzonego w 1939 r. Przez Marcusa Adamsa. Nawet dzisiaj jest to inspirujące.

CNC i frezowanie

W latach 40 N.umeralnie doFrezarki ontrolled (NC) mogą odczytywać karty dziurkowania i automatycznie wycinać projekt z kawałka metalu lub drewna. Można to uznać za początek drukowania 3D.

W 1951 r dokomputer N.umeryczny doMłyn ontrol (CNC) został wykonany w M.Assachusetts jazastępuje T.echnologia (MIT).

Frezarki CNC stały się lepsze i mniejsze, ale wciąż były zbyt duże lub drogie dla każdego, z wyjątkiem producentów. Wysoka prędkość specjalnie zaprojektowanych i bardzo ostrych frezów była również niebezpieczna, gdyby się zepsuły i pękają wystarczająco często. Nie było nic, co mogłoby być używane w dość małej przestrzeni, bezpiecznie i do niedawna było w rozsądnej cenie. Spójrz na to.

Prawdziwe drukowanie 3D

Na przełomie lat 70. i 80. XX wieku kilku inteligentnych ludzi wpadło na pomysł trójwymiarowego drukowania z użyciem żywicy polimerowej i światła. Będąc pomysłem Mitsubishi Motors w 1972 roku, zajęło to aż do 1981 roku Hideo Kodama z Nagoya Municipal Industrial Research. Działało to poprzez to, że wiadro żywicy powoli przesuwało się w dół, podczas gdy lasery były skierowane na niego z góry iz jednej strony. Tam, gdzie lasery się spotkały, polimer został utwardzony. W ciągu kilku minut możesz trzymać model żywiczny, który był w twojej głowie właśnie tego ranka.

Poniższy film pokazuje, co dzieje się w drukarce fotopolimerowej 3D. Szukasz bardziej dogłębnego wyjaśnienia, jak działa drukowanie 3D Co to jest drukowanie 3D i jak dokładnie działa? Co to jest druk 3D i jak dokładnie działa? Wyobraź sobie, że możesz wydrukować trójwymiarowe obiekty prosto z drukarki w domu. Kiedy byłem dzieckiem w szkole podstawowej, pomyślałem, że byłoby wspaniale, gdybym mógł wydrukować pizze…? My też to mamy.

Widać, że ta metoda może nie być idealna do użytku w domu. Chociaż fotopolimerowy druk 3D jest niesamowicie dokładny, może być nieco niechlujny, jeśli Twój kot przewróci drukarkę.

Potem przyszedł faużywany reepozycja M.drukowanie odelowania (FDM). Mówiąc prościej, to drukarka, która wytryskuje (depozyty) stopiony plastik po trochu. Plastik musi być gorący, aby przelać się przez małą dyszę, aby się przylgnął (bezpieczniki) ładnie na warstwę plastiku, która wcześniej była wyciskana. Dzieje się to warstwa po warstwie, aż do uzyskania trójwymiarowego obiektu lub Model. Możesz zrobić to samo z pistoletem do klejenia na gorąco, jeśli masz nerwy ze stali i cierpliwość Gandhiego. A jeśli nie, sprawdź długopis 3Doodler 3D 3Doodler 3D Pen Review i prezent 3Doodler 3D Pen Review i prezent 3Doodler to pióro, które rysuje się w plastiku 3D. Oznacza to, że nie jesteś ograniczony do rysowania na papierze - możesz także rysować w powietrzu. .

Oto wideo z działania drukarki MakerBot FDM. MakerBot jest jednym z głównych graczy w dostarczaniu druku 3D do mas. Ich drukarki są na tyle małe, że można z nich korzystać w domu i są dostępne dla wielu osób. Ale jeszcze nie ja.

Stan prototypowania

Ponieważ drukowanie 3D, frezowanie CNC i inne technologie stają się tańsze, bardziej precyzyjne i łatwiejsze w użyciu, prawie każdy może przekształcić swój pomysł w coś, co może trzymać w ręku. W ten sposób ludzie, którzy mają świetne pomysły, mogą wprowadzać na rynek wynalazki i produkty, które nigdy nie byłyby możliwe. Jak ten egzoszkielet na zdjęciu poniżej. Wygląda świetnie, nie mam pojęcia, co robi.

W miarę, jak artyści i społeczności majsterkowiczów nadal preferują drukowanie 3D, obserwujemy wykładniczą adaptację.

“Każdego dnia coraz więcej osób ma dostęp do technologii drukowania 3D dzięki klubom z narzędziami typu open source, przestrzeniom dla hakerów i twórców oraz Maker Faires Cztery powody, dla których warto odwiedzić lokalną hackerspace Cztery powody, dla których warto odwiedzić lokalną hackerspace (trzymać) pojawiające się w miastach na całym świecie. Dobrymi przykładami międzynarodowymi są Wevolver w Londynie i Amsterdamie, FabLabs, a ostatnio sieć 3D Hubs, która rozwinęła się z połączenia kilkuset drukarek 3D do ponad 7 000 w niecały rok.” zauważa Rudy de Waele, strateg ds. innowacji technologicznych i autor / kurator Shift 2020.

Druk 3D jako model biznesowy

W tej chwili w sieci znajdują się tysiące, jeśli nie miliony plików, które można po prostu załadować do drukarki 3D i wykonać przedmiot. Nie musisz nawet wiedzieć, jak coś zaprojektować.

Jak wyjaśnia Richard A. D'Aveni w artykule Harvard Business Review, drukowanie 3D zmieni świat,

“Wraz ze wzrostem zastosowań technologii i spadkiem cen, pierwszą poważną implikacją jest to, że więcej towarów będzie wytwarzanych w miejscu zakupu lub konsumpcji lub w ich pobliżu. Może to nawet oznaczać produkcję niektórych rzeczy na poziomie gospodarstwa domowego. (Zapłacisz za surowce i IP-pliki oprogramowania dla wszelkich projektów, których nie możesz znaleźć za darmo w Internecie).”

Jaki będzie to miało wpływ na rynki transportu, sprzedaży detalicznej i usług posprzedażnych? Trudno powiedzieć, ale jeśli pozwoli to zaoszczędzić pieniądze firmom i ludziom, zwykle jest to bezpieczny zakład, który się przyda.

Will it Stay or Will it Go?

Zauważyliśmy, że od dawna istnieje zapotrzebowanie na drukowanie 3D, które oszczędza ludziom czas, energię i pieniądze. Przekonaliśmy się również, że istnieje kilka sposobów drukowania 3D i prototypowania - maszyny CNC, fotopolimery i FDM to tylko trzy dostępne. Tak więc nośnik może się zmienić, ale podstawowe procesy drukowania 3D będą kontynuowane. Proces ten staje się również bardziej przenośny, łatwiejszy do wykonania i tańszy niemal codziennie.

Być może, co ważniejsze, drukowanie 3D i szybkie prototypowanie otwiera drzwi dla osób, które wcześniej nie rozważały projektowania lub inżynierii. Dave Evans, futurysta z Doliny Krzemowej, stwierdza 5 ekspertów, którzy zastanawiają się nad przyszłością druku 3D,

“Druk 3D robi coś, co robi niewiele innych technologii - łączy sztukę i naukę. Co za świetny sposób na zaangażowanie kluczowych kobiet (i mężczyzn) bez względu na pochodzenie.”

Istnieje nawet drukarka 3D o wartości 100 USD, która wkrótce będzie dostępna. Biorąc pod uwagę tyle wysiłku i pomysłowość przedmiotów tworzonych za pomocą druku 3D, z pewnością wydaje się, że pozostanie z nami, przynajmniej tak długo, jak Walkman… jeśli nie dłużej.

Co myślisz? Fad czy przyszłość? Masz jakieś plany na zakup drukarki 3D lub frezarki CNC? Czy już masz? Jeśli tak, to do czego go używasz? Czy poleciłbyś inne osoby próbujące wydrukować w 3D? Daj nam znać, poniżej.

Kredyty graficzne: Frezarka za pośrednictwem Shutterstock, drukarka 3D za pośrednictwem Shutterstock, egzoszkielet WREX podczas drukowania 3D przyszłej wystawy w Science_Museum w Londynie, Drafting Room, Sony Walkman, Starsza maszyna CNC za pośrednictwem WikiMedia, Palm Vx za pośrednictwem Flickr