Τρισδιάστατη εκτύπωση και γρήγορη διαμόρφωση πρωτοτύπων: Μελλοντική ή μανία;

Διαφήμιση

Τι πέρασε από το μυαλό σας την πρώτη φορά που είδατε 3D εκτύπωση σε δράση; Σκέφτηκες απλά, "Γεια, είναι αρκετά ωραίο. Ω, κοίτα, ένας σκίουρος »? Ή νομίζατε, "Ουάου. Θα μπορούσα να χτίσω ΟΠΟΙΑΔΗΠΟΤΕ με αυτό! " Το γεγονός ότι διαβάζετε αυτό το άρθρο σημαίνει ότι είναι ασφαλές να υποθέσετε ότι ανήκετε στην τελευταία ομάδα.

Είναι απλώς «δροσερό»; Είναι ακριβώς το επόμενο μεγάλο πράγμα όπως ιπτάμενα αυτοκίνητα και γεύματα σε χάπι; Αυτά είναι δυνητικά πολύ χρήσιμα πράγματα, αλλά ποτέ δεν έγιναν mainstream. Με αυτόν τον τρόπο θα πάει κάτω για τρισδιάστατη εκτύπωση; Μερικά πράγματα όπως Ππροσωπική ρεigital ΕΝΑΟι παίκτες κασέτας ssistants (PDA) και Walkman έκαναν το άλμα από την τάση στην τάση, αλλά εξαφανίστηκαν. Γιατί;

Τι κάνει μια μανία;

Τι είναι αυτό που κάνει μια εκρηκτικά ανατρεπτική τεχνολογία να διαρκέσει, ενώ άλλοι ξεθωριάζουν ή δεν την κάνουν ποτέ έξω από την πύλη; Υπάρχουν περισσότερα κριτήρια για αυτό από ό, τι μπορούμε ενδεχομένως να συγκεντρώσουμε και πολλά από αυτά απλά δεν μπορούν να μετρηθούν, όπως οι «δροσεροί» ή οι παράγοντες τύχης. Τελικά, ο χρόνος αποφασίζει.

Τι συνέβη λοιπόν στο PDA; Θα μπορούσε να υποστηριχθεί ότι ήταν λίγο μπροστά από την εποχή τους. Οι υπολογιστές απλώς δεν ήταν παντού όπως είναι σήμερα και ένας προγραμματιστής χαρτιού έκανε ό, τι χρειαζόταν οι περισσότεροι άνθρωποι, τουλάχιστον τόσο γρήγορα. Επομένως, δεν υπήρχε πραγματική ανάγκη και ευχρηστία.

Το Walkman, ωστόσο, ήταν εύκολο στη χρήση και οι άνθρωποι ήθελαν πραγματικά να ακούσουν την αγαπημένη τους μουσική, ιδιωτικά, οπουδήποτε. Δεν υπήρχε τίποτα ενάντια στον Walkman μέχρι να αλλάξει το μέσο της μουσικής. Τα CD ήρθαν και στη συνέχεια η άνοδος του Διαδικτύου, και τα MP3 άρχισαν να κάνουν την κασέτα και το CD άσχετα. Η τεχνολογία ξεπέρασε τη φορητή συσκευή αναπαραγωγής ταινιών και εξελίχθηκε σε συσκευές αναπαραγωγής MP3, οι οποίες εξομοιώθηκαν με τα smartphone που αγαπάμε σήμερα.

Θα συμβούν αυτά τα είδη στην τρισδιάστατη εκτύπωση και την ταχεία δημιουργία πρωτοτύπων; Εάν δεν μπορούμε να εκτυπώσουμε μια κρυστάλλινη σφαίρα ή το TARDIS, δεν υπάρχει τρόπος να γνωρίζουμε με βεβαιότητα. Εμείς μπορώ ματιά στο παρελθόν, ωστόσο. Σύμφωνα με τουλάχιστον ένα bajillion διαφορετικούς ιστορικούς και φιλόσοφους, η ιστορία μπορεί να μας βοηθήσει να προβλέψουμε το μέλλον.

Γιατί τα πρωτότυπα ούτως ή άλλως;

Η όλη ιδέα του σχεδιασμού και της πρωτότυπης κατασκευής αντικειμένων είναι να πάρουμε τις ιδέες μας και να τις κάνουμε πραγματικές, να δούμε αν λειτουργούν και, στη συνέχεια, να αλλάξετε τον σχεδιασμό για να είναι καλύτερος. Στη συνέχεια το πρωτοτύπου ξανά, βλέπουμε αν λειτουργεί και μετά αλλάζουμε το σχέδιο για να είναι ακόμα καλύτερο. Αυτό είναι το βρόχος ανατροφοδότησης. Σχεδιαστές, δημιουργοί, κατασκευαστές, καλλιτέχνες και εφευρέτες όλοι ακολουθούν αυτήν τη διαδικασία.

Πρωτότυπα στο παρελθόν

Στο παρελθόν, ένα άτομο θα σκιαγράψει την ιδέα του, κάνοντας αλλαγές σε χαρτί. Τότε θα επέλεγαν ένα μέσο για να φτιάξουν το αντικείμενο - ξύλο, μέταλλο, πλαστικό, οτιδήποτε άλλο. Τότε θα ξόδευαν πολύ χρόνο να δουλεύουν και να επεξεργάζονται, να σμιλεύουν και να σχηματίζουν, μέχρι να πάρουν αυτό που νόμιζαν ότι ήταν ένα πολύ καλό πρωτότυπο. Μόλις τελειώσει, θα το δοκιμάσουν για να δουν αν ήταν όσο το δυνατόν καλύτερα. Εάν όχι, επέστρεψε στον πίνακα σχεδίασης. Περνώντας αυτήν τη διαδικασία μόλις τρεις ή τέσσερις φορές, θα μπορούσε κυριολεκτικά να πάρει ένα χρόνο έως ότου είχαν κάτι με το οποίο ήταν ικανοποιημένοι. Ο χρόνος είναι χρήμα, σωστά ;!

Το σχέδιο της διαδικασίας ήταν εύκολο να βελτιωθεί. Καταλήξαμε σε τυποποιημένες τεχνικές και εργαλεία σύνταξης. Τελικά είχαμε υπολογιστές και λογισμικό, οπότε η σύνταξη ήταν πιο γρήγορη και η πραγματοποίηση αλλαγών ήταν πιο εύκολη. Αλλά το τμήμα κατασκευής δεν εξελίχθηκε πολύ. Δεν βελτιώθηκε από τα άλματα που είχε η σύνταξη.

Ωστόσο, οι άνθρωποι προσπάθησαν. Υπάρχουν διπλώματα ευρεσιτεχνίας για τρόπους δημιουργίας τρισδιάστατων αντικειμένων που χρονολογούνται στα τέλη του 1800, αλλά κανένα από αυτά δεν ήταν απλό, ευέλικτο ή αρκετά προσιτό για μαζική παραγωγή.

Φωτογλυπτική

Μία μέθοδος που εφευρέθηκε από τον François Willème και κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1864 ήταν το φωτογράφημα. Αν και χρησιμοποιήθηκε κυρίως για καλλιτεχνικούς σκοπούς, η ιδέα ήταν εκεί για να πάρει ένα αντικείμενο και να το αντιγράψει γρήγορα, αν όχι να το δημιουργήσει. Παρακολουθήστε αυτό το βίντεο της διαδικασίας που έγινε το 1939, από τον Marcus Adams. Ακόμα και σήμερα, προκαλεί δέος.

CNC και άλεση

Στη δεκαετία του 1940 Νγενικά ντοΤα μηχανήματα άλεσης ontrolled (NC) μπορούσαν να διαβάσουν κάρτες διάτρησης και να χαράξουν αυτόματα το σχέδιο από ένα κομμάτι από μέταλλο ή ξύλο. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί η αρχή της εκτύπωσης 3D.

Το 1951, α ντοκύριος Νομηρικός ντοΟ μύλος ontrol (CNC) κατασκευάστηκε στο Μγιουκαστιατς Εγώιδρυμα του Τοικολογία (MIT).

Οι μύλοι CNC έγιναν καλύτεροι και μικρότεροι, αλλά ήταν ακόμα πολύ μεγάλοι ή ακριβοί για οποιονδήποτε εκτός από τους κατασκευαστές. Η υψηλή ταχύτητα των ειδικά σχεδιασμένων και εξαιρετικά αιχμηρών μύλων ήταν επίσης επικίνδυνη, εάν σπάσουν και σπάνε αρκετά συχνά. Δεν υπήρχε τίποτα που να μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε αρκετά μικρό χώρο, με ασφάλεια, και ήταν λογικά προσιτό μέχρι πολύ πρόσφατα. Ρίξτε μια ματιά σε αυτό.

Πραγματική εκτύπωση 3D

Στα τέλη της δεκαετίας του 1970 έως τις αρχές της δεκαετίας του 1980, μερικοί έξυπνοι άνθρωποι βρήκαν μια ιδέα για τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιώντας ρητίνη πολυμερούς και φως. Όντας το πνευματικό τέκνο της Mitsubishi Motors το 1972, χρειάστηκε μέχρι το 1981 ο Hideo Kodama της Nagoya Municipal Industrial Research να το κάνει. Δούλεψε κάνοντας ένα κάδο ρητίνης να κινείται αργά προς τα κάτω, ενώ τα λέιζερ ήταν στραμμένα προς τα πάνω και από τη μία πλευρά. Όπου συναντήθηκαν τα λέιζερ, το πολυμερές πώμα σκληρύνθηκε. Σε λίγα μόνο λεπτά, θα μπορούσατε να κρατάτε ένα μοντέλο ρητίνης ενός σχεδίου που ήταν στο κεφάλι σας ακριβώς εκείνο το πρωί.

Το παρακάτω βίντεο σας δείχνει τι συμβαίνει σε έναν εκτυπωτή 3D φωτοπολυμερούς. Ψάχνω περισσότερα σε βάθος εξήγηση του τρόπου λειτουργίας της 3D εκτύπωσης Τι είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση και πόσο ακριβώς λειτουργεί;Φανταστείτε εάν θα μπορούσατε να εκτυπώσετε τρισδιάστατα αντικείμενα απευθείας από έναν εκτυπωτή στο σπίτι σας. Όταν ήμουν παιδί στο δημοτικό σχολείο, νόμιζα ότι θα ήταν φοβερό αν μπορούσα να εκτυπώσω πίτσες ... Διαβάστε περισσότερα ? Το έχουμε και αυτό.

Μπορείτε να δείτε ότι αυτή η μέθοδος μπορεί να μην είναι ιδανική για χρήση στο σπίτι. Παρόλο που η εκτύπωση φωτοπολυμερούς 3D είναι εξαιρετικά ακριβής, μπορεί να είναι λίγο ακατάστατο εάν η γάτα σας χτυπήσει τον εκτυπωτή.

Τότε ήρθε φάμεταχειρισμένος ρεθέση Μεκτύπωση odeling (FDM). Για να το θέσουμε με απλούς όρους, είναι ένας εκτυπωτής που βγαίνει έξω (καταθέσεις) λιωμένο πλαστικό λίγο κάθε φορά. Το πλαστικό πρέπει να είναι ζεστό για να ψεκαστεί μέσα από ένα μικρό ακροφύσιο, έτσι κολλάει (ασφάλειες) ωραία στο στρώμα του πλαστικού που είχε προηγουμένως ψεκαστεί. Αυτό συμβαίνει επίπεδο μετά στρώμα έως ότου έχετε ένα τρισδιάστατο αντικείμενο ή μοντέλο. Θα μπορούσατε να κάνετε το ίδιο πράγμα με πιστόλι με κόλλα αν έχετε νεύρα από χάλυβα και την υπομονή του Γκάντι. Ή αν όχι, ρίξτε μια ματιά στο 3Doodler 3D εκτύπωση στυλό 3Doodler 3D Pen Review και GiveawayΤο 3Doodler είναι ένα στυλό που σχεδιάζει σε πλαστικό 3D. Δηλαδή, δεν περιορίζεστε στη σχεδίαση χαρτιού - μπορείτε επίσης να τραβήξετε στον αέρα. Διαβάστε περισσότερα .

Ακολουθεί ένα βίντεο ενός εκτυπωτή MakerBot FDM σε δράση. Το MakerBot είναι ένας από τους σημαντικότερους παίκτες που φέρνουν 3D εκτύπωση στις μάζες. Οι εκτυπωτές τους είναι αρκετά μικροί για χρήση στο σπίτι και προσιτοί για πολλούς ανθρώπους. Όχι όμως εγώ.

Η κατάσταση του πρωτοτύπου

Με την εκτύπωση 3D, τη φρεζάρισμα CNC και άλλες τεχνολογίες να γίνονται λιγότερο ακριβές, ακριβέστερες και ευκολότερες στη χρήση, σχεδόν οποιοσδήποτε μπορεί να κάνει την ιδέα του σε κάτι που μπορεί να κρατήσει στο χέρι του. Με αυτόν τον τρόπο, οι άνθρωποι που έχουν υπέροχες ιδέες μπορούν να φέρουν εφευρέσεις και προϊόντα στην αγορά που μπορεί να μην το έχουν κάνει ποτέ. Όπως αυτό το εξωσκελετό πράγμα στην παρακάτω εικόνα. Φαίνεται δροσερό, δεν ξέρω τι κάνει.

Καθώς οι καλλιτέχνες και οι κοινότητες DIY συνεχίζουν να μετακινούνται στην τρισδιάστατη εκτύπωση, βλέπουμε εκθετική προσαρμογή.

«Καθημερινά, περισσότεροι άνθρωποι έχουν πρόσβαση στην τεχνολογία εκτύπωσης 3D χάρη στο υλικό ανοιχτού κώδικα DIY κλαμπ, χάκερ και δημιουργούς και Maker Faires Τέσσερις λόγοι για τους οποίους πρέπει να επισκεφθείτε το τοπικό χάκερ Διαβάστε περισσότερα ότι (διατήρηση) βγαίνει σε πόλεις σε όλο τον κόσμο. Τα καλά διεθνή παραδείγματα είναι Γουβούλβερ στο Λονδίνο και το Άμστερνταμ, τα FabLabs και πιο πρόσφατα το 3D Hubs δίκτυο, το οποίο αναπτύχθηκε από τη σύνδεση μερικών εκατοντάδων 3D-εκτυπωτών σε περισσότερους από 7.000 σε λιγότερο από ένα χρόνο. " σημειώσεις Ρούντι ντε Γουέλε, Στρατηγικός Τεχνολογίας Καινοτομίας και Συγγραφέας / Επιμελητής του Shift 2020.

Τρισδιάστατη εκτύπωση ως επιχειρηματικό μοντέλο

Αυτήν τη στιγμή υπάρχουν χιλιάδες, αν όχι εκατομμύρια, αρχεία στον Ιστό που μπορείτε να φορτώσετε στον τρισδιάστατο εκτυπωτή σας και να δημιουργήσετε το στοιχείο. Δεν χρειάζεται καν να ξέρετε πώς να σχεδιάσετε κάτι.

Όπως ο Richard A. Ο D'Aveni εξηγεί στο άρθρο του Harvard Business Review, Η τρισδιάστατη εκτύπωση θα αλλάξει τον κόσμο,

«Καθώς οι εφαρμογές της τεχνολογίας επεκτείνονται και οι τιμές πέφτουν, η πρώτη μεγάλη επίπτωση είναι ότι περισσότερα προϊόντα θα κατασκευάζονται στο σημείο αγοράς ή κατανάλωσης ή κοντά στο. Αυτό μπορεί ακόμη να σημαίνει παραγωγή σε ορισμένα νοικοκυριά σε ορισμένα πράγματα. (Θα πληρώσετε για πρώτες ύλες και την IP - τα αρχεία λογισμικού για τυχόν σχέδια που δεν μπορείτε να βρείτε δωρεάν στον ιστό.) "

Τι επίδραση θα έχει αυτό στις αγορές μεταφορών, λιανικής και εξυπηρέτησης μετά την αγορά; Είναι δύσκολο να πούμε, αλλά εάν σώζει επιχειρήσεις και χρήματα χρημάτων, είναι συνήθως ένα ασφαλές στοίχημα που θα πιάσει.

Θα μείνει ή θα πάει;

Έχουμε δει ότι υπάρχει μια μακροχρόνια ζήτηση για εκτύπωση 3D και ότι εξοικονομεί χρόνο, ενέργεια και χρήματα στους ανθρώπους. Έχουμε επίσης δει ότι υπάρχουν μερικοί τρόποι με τους οποίους μπορεί να γίνει εκτύπωση 3D και πρωτότυπος - μηχανές CNC, φωτοπολυμερή και FDM είναι μόνο τρεις διαθέσιμοι. Έτσι, το μέσο μπορεί να αλλάξει, αλλά οι βασικές διαδικασίες εκτύπωσης 3D θα συνεχιστούν. Η διαδικασία γίνεται επίσης πιο φορητή, ευκολότερη και πιο προσιτή σχεδόν καθημερινά.

Ίσως ακόμη πιο σημαντικό, η τρισδιάστατη εκτύπωση και η γρήγορη δημιουργία πρωτοτύπων ανοίγουν πόρτες για άτομα που ίσως δεν είχαν σκεφτεί προηγουμένως σχεδιασμό ή μηχανική. Ο Ντέιβ Έβανς, το φουτουριστικό Silicon Valley δηλώνει σε 5 ειδικοί ζυγίζουν το μέλλον της τρισδιάστατης εκτύπωσης,

«Η τρισδιάστατη εκτύπωση κάνει κάτι πολύ λίγες άλλες τεχνολογίες - συνδυάζει την τέχνη και την επιστήμη. Τι θαυμάσιος τρόπος για να εμπλέξετε βασικές γυναίκες (και άντρες) τώρα ανεξάρτητα από το υπόβαθρο. "

Υπάρχει ακόμη και ένας εκτυπωτής 3D 100 $ που θα είναι διαθέσιμος σύντομα. Με αυτό που επιδιώκει και η εφευρετικότητα των αντικειμένων που δημιουργούνται με τρισδιάστατη εκτύπωση, σίγουρα φαίνεται ότι είναι εδώ να μείνουμε μαζί μας, τουλάχιστον όσο το Walkman… αν όχι περισσότερο.

Τι νομίζετε; Μανία ή μέλλον; Έχετε σχέδια να αποκτήσετε έναν εκτυπωτή 3D ή έναν μύλο CNC για τον εαυτό σας; Έχετε ήδη ένα; Εάν το κάνετε, για ποιο λόγο το χρησιμοποιείτε; Θα συνιστούσατε σε άλλα άτομα να δοκιμάσουν την εκτύπωση 3D; Ενημερώστε μας, παρακάτω.

Συντελεστές εικόνας: Μηχανή άλεσης Μέσω του Shutterstock, Τρισδιάστατος εκτυπωτής Μέσω του Shutterstock, Το εξωσκελετό WREX στην τρισδιάστατη εκτύπωση της μελλοντικής έκθεσης στο Science_Museum του Λονδίνου, Δωμάτιο, Sony Walkman, Παλαιότερη μηχανή CNC μέσω του WikiMedia, Palm Vx μέσω του Flickr