Sådan fungerer 3D-printeren

3D-printeren står foran sit gennembrud. Snart kan du printe næsten alle former for rumlige genstande direkte fra computeren – præcis som var det en farveside, du udskrev fra din blækprinter.

Det lyder lidt hokus-pokus-agtigt, men faktisk har princippet været kendt siden midten af firserne, men er først nu begyndt at finde vej til hver mands skrivebord. Alt hvad der førhen blot har været bits og bytes i computeren kan nu printes ud i alle farver og former og i mange forskellige materialer.

3D-program

Forudsætningen for at kunne printe noget ud er naturligvis, at "originalen" på en eller anden måde er til rådighed på din computer i form af en fil – for eksempel i et særligt, såkaldt 3D CAD-program – ganske ligesom et billede fra et fotoprogram eller et dokument fra Word. Enkle CAD-programmer kan enten hentes helt gratis som freeware eller anskaffes for relativt beskedne penge som shareware på nettet.

Høreapparat

I Industrien har 3D-print været anvendt til nem fremstilling af prototyper eller eventuelt støbeforme til efterfølgende traditionel massefremstilling, men på det seneste er producenterne begyndt at se fordelene ved at printe slutprodukter direkte ud fra 3D-printeren; Direct Digital Manufacturing kaldes det.

Eksempelvis kan plasthuse til høreapparater med fordel fremstilles på 3D-printere, fordi metoden giver mulighed for hele tiden at udvikle, ændre, tilpasse og forny designet efter kundeønsker og behov. Andre eksempler er producenten Freedom of Creation, der fremstiller lysarmaturer, møbler, tasker og smykker samt firmaet Make Eyewear, der leverer skræddersyede designersolbriller, ligesom skofabrikanter er ved at udvikle metoder til fremstilling af færdige sko "on demand".

Flyvemaskine

Tro nu ikke, at det kun er mindre og ubetydelige ting, der kan 3D-printes. Engelske ingeniører har på forsøgsbasis printet en funktionsdygtig flyvemaskine, Rolls-Royce planlægger at udprinte dele til flymotorer, Audi udprinter automobildele, og en komplet, kørende elektrisk bil, Urbee, er printproduceret.

Læs også: Gudemaskinen der printer alt

3D er også interessant for reservedelsindustrien, hvor det vil være muligt at spare store og omfattende reservedelslagre og i stedet have CAD-oplysninger om alle delene i en onlinedatabase, som straks kan hentes, og hvorfra der kan 3D-printes af producenter, værksteder og servicecentre.

Kunstnere og skulptører har også opdaget 3D-printteknikken, ligesom udstillinger og museer har fundet ud af, at uerstattelige og skrøbelige genstande kan kopieres i 3D og udstilles i stedet for originalerne. Kopierne kan oven i købet udprintes i et vilkårligt antal og i enhver skalastørrelse, der måtte være brug for i forbindelse med for eksempel forskning, undervisning og udstillinger.

3D-printeren på skrivebordet

Snart dukker 3D-printeren op på dit eget skrivebord. For relativt små og betydelig mere prisoverkommelige printere til hjemmebrug er begyndt at dukke op, og eksperterne vurderer, at 3D-print står foran et massivt gennembrud med kompakte og bordvenlige modeller, der ikke nødvendigvis behøver at fylde meget, selv om de er i stand til at printe relativt store emner ud.

Allerede i dag kan man for knap 4.000 kroner bestille en ægte "Printbot" 3D-printer hjem i byggesæt. Det tager en time at samle den, og efter to timer er du ifølge firmaet bag klar til at printe din første genstand. Det er virksomhedsgrundlæggeren Brook Drumms håb, at printeren kommer til at stå hjemme hos både almindelige mennesker og på skoler, så alle kan printe de dele ud, de mangler, i stedet for at de skal produceres og købes hjem fra Kina.

Under 7.000 kr.

Det amerikanske firma MakerBot fremstiller en 3D-printer i samlesæt til under 7.000 kroner. Printeren Thing-O-Matic 3D kan enten købes som samlesæt for 6.800 kroner eller leveres komplet samlet og afprøvet for omkring 13.500 kroner.

Det er ligegyldigt, om du selv tegner genstandene ind i et 3D-program, eller henter 3D-tegningerne på nettet, måske ligefrem hos en forhandler, der sælger tegningerne til netop de ting, du ønsker. Og når de færdige genstande er printet ud, kan du holde dem i hånden, og de er dine.

I øjeblikket er materialerne dog stadig for dårlige på de billige maskiner til, at man kan bruge emnerne til ret meget. I første omgang forudser eksperterne derfor, at 3D-print vil blive en slags legetøj, men som al anden teknik, vil børnestadiet formentlig snart og hurtigt blive afløst af seriøs teknik, der vitterligt kan gøre en forskel i hverdagen. Smart, hvis man lige kan udprinte den lille plasticdims, der er gået i stykker i opvaskemaskinen, eller de plastickopper, du mangler til campingturen. For slet ikke at tale om det skrivebord, printeren selv skal stå på.

Community

Et af de første store gennembrud på hjemmemarkedet kan meget vel komme, når 3D Systems har deres Cube 3D på markedet til en pris på 7.300 kroner. Med printeren følger 25 designs, som du selv kan arbejde videre med. Firmaet forestiller sig også at kunne opbygge en slags "community" omkring produktet, hvor brugerne kan udveksle ideer og designs med hinanden.
Aalborgfirmaet Create It Real er også fremme i skoene og styrer ligeledes efter at kunne producere printere, der er så billige og nemme at håndtere, at de kan blive hvermandseje.

Sådan virker 3D-printeren

Ligesom 2D-printeren findes med forskellige printteknologier, er der tekniske forskelle mellem en række af de forskellige 3D-printertyper, der er på markedet. Men fælles for dem er, at du først laver en 3D-tegning i computeren, hvor genstandene bygges op nedefra lag for lag. Nogle 3D-printere gør brug af støttestrukturer til at stabilisere genstandene, mens de bygges op, mens andre anvender selve byggematerialet til at støtte opbygningen.
Her er nogle af de teknikker, du kommer til at møde i de kommende 3D-printere:

// SLA (Stereolithografi): De første industrielle 3D-printere arbejdede efter en teknik, der kaldes stereolithografi, hvor UV-lys får flydende plastic til at stivne.

// SLS (Selective Laser Sintering): Anvender i stedet en laser, der smelter forskellige materialer i pulverform sammen til fast form.

// FDM (Fused Deposition Modelling): Plastic eller metal varmes op til smeltepunktet og herefter sprøjtes det smeltede materiale ud af et særligt printerhoved. Materialet stivner straks, og genstanden opbygges på en bevægelig bakke. FDM-printere produceres af Stratasys, Makerbot og Fortus.

// 3DP (Three Dimensional Printing): I stedet for at smelte pulvermateriale sprøjter et printerhoved et bindemiddel ud de steder, der skal have fast form. Efterfølgende hærdes materialet. Navnlig firmaet 3D Systems har taget denne teknik op i deres 3D-printere.

// PMP (Polyjet Matrix Printing): Metoden går ud på at sprøjte mikroskopiske dråber af smeltet kunststofmateriale ud fra to forskellige printerhoveder. Hvert lag hærdes øjeblikkelig med UV-lys.

// SLS (Selective Laser Sintering) eller SHS (Selective Heat Sintering): Her er materialet et pulver, der smeltes selektivt sammen af en laser.

// MJM (Multi-Jet Modelling): Også MJM opbygger genstandene af pulvermateriale lag for lag med en slags blækprinterhoved, der sprøjter bindemiddel mod de steder, der skal udgøre lagene.

// LOM (Laminated Object Manufacturing): Tynde lag af papir, plastic eller metalfolie skæres ud i den ønskede form af enten en laser eller et knivblad. Teknikken er udviklet af firmaet Helisys, Cubic Technologies, og muliggør udprintning af ret store emner.

Læs også: Verdens mindste 3D-printer