nl.lutums.net / Wat is 3D-printtechnologie - hoe het werkt, toepassingen en obstakels

Wat is 3D-printtechnologie - hoe het werkt, toepassingen en obstakels


Een nieuw schoudergewricht nodig, een pistool of dat kleine onderdeel dat in het speelgoed van je kind past? 3D-printers hebben het potentieel om ons leven te veranderen en van elke persoon een uitvinder, een beeldhouwer of een chef-kok te maken.

Deze revolutionaire printers worden steeds meer zichtbaar in ons dagelijks leven:

  • Geweren . In 2013 ontwierp, cre√ęerde en drukte Cody Wilson een zelfverklaarde "crypto-anarchist" een plastic pistool via 3D-printtechnologie. Cody schoot op een schot en distribueerde de CAD-bestanden voor het pistool via internet. Er waren meer dan 100.000 downloads voordat de Amerikaanse overheid de site sloot. In mei 2014 werd Yoshitomo Imura in Japan gearresteerd voor het bezit van vijf 3D-geprinte wapens.
  • Cosmetica . Tijdens de TechCrunch Disruptshow in New York in mei 2014 demonstreerde de gediplomeerde Grace Choi van Harvard de Mink, een 3D-printer die minder dan $ 200 kost en die FDA-goedgekeurde inkt combineert met een verscheidenheid aan substraten om elke vorm van make-up te maken, van poeders, creme, tot lippenstift. Volgens Choi nemen "grote make-upbedrijven het pigment en de substraten in en mengen ze samen om vervolgens de prijs op te drijven. We doen hetzelfde en laten je de make-up in je eigen huis rechtzetten. "
  • Lichaamsdelen . Volgens een rapport van TIME uit 2013 zijn 3D-printers al bezig met het uithakken van lichaamsdelen zoals oren en neuzen uit lichaamscellen. In een vroeg stadium is de technologie veelbelovend voor cosmetische en plastische chirurgie.
  • Eten . Het Massachusetts Institute of Technology heeft een 3D-printer ontwikkeld voor voedsel genaamd 'hoorn des overvloeds' en het Franse culinaire instituut gebruikt de door Cornell ontwikkelde FabatHome voor de bereiding van voedsel. Misschien zijn de voedselreplicators in het ruimtetijdperk die in de "Star Trek" zijn afgebeeld, niet zo ver in de toekomst als we misschien denken.
  • Forensisch onderzoek en archeologie . In de tv-show 'CSI: New York' wordt 3D-printen gebruikt om een ‚Äč‚Äčkogel in een lichaam te repliceren om een ‚Äč‚Äčoperatie te voorkomen. Archeologen kunnen fragiele artefacten repliceren voor studie zonder de originele onbetaalbare objecten te beschadigen. Bezoekers aan de Discovery Time Square King Tut Exposition konden bijvoorbeeld een bijna identieke 3D-geprinte replica van de mummie van het bedrijf Materialise zien.

Michelangelo heeft eens uitgelegd dat elke steenblok een standbeeld heeft en het is de taak van het beeldhouwwerk om het te ontdekken. Zodra de kunstenaar het driedimensionale beeld dat hij zoekt begrijpt, is het zijn taak om het vreemde materiaal voorzichtig weg te spitten om de verborgen structuur te onthullen. Als Michelangelo een 3D-printer had kunnen gebruiken, was zijn creatieve proces precies het tegenovergestelde geweest: beginnen met niets en geleidelijk aan zijn mentale beeld cre√ęren door substantie toe te voegen totdat de vorm die hij zocht volledig was.

Hoe 3D-afdrukken werkt

De term "3D-printen" is een verkeerde benaming, omdat er weinig overeenkomst is met tweedimensionaal printen waarbij inkt op papier wordt aangebracht. Het proces is echter vergelijkbaar met afdrukken, omdat het resultaat de opeenhoping is van verschillende lagen materialen die opeenvolgend in verschillende vormen zijn neergelegd om een ‚Äč‚Äčsolide driedimensionaal object te maken. Een meer nauwkeurige beschrijving zou "additieve fabricage" zijn, een andere methode voor het maken dan de traditionele productie die is gebaseerd op de verwijdering van vast materiaal uit een grotere ongevormde massa.

Het proces begint met een computer aided design (CAD) of een 3D-scanner om een ‚Äč‚Äčmodel te vertalen in digitale, driedimensionale metingen. Met behulp van het geselecteerde materiaal (vloeistof, poeder, papier of plaatmateriaal) worden meerdere dunne lagen op hun plaats gezet en samengesmolten door verwarmen, uitharden, centreren, lamineren of fotopolymerisatie om een ‚Äč‚Äčenkel verenigd object te maken.

3D-printtechnologie is ge√ęvolueerd in de afgelopen derde eeuw; een Patent Insight Pro-rapport uit 2014 vermeldt ongeveer 2.635 patenten met betrekking tot 3D-printtechnologie die zijn uitgegeven sinds de vroege jaren zeventig. Hoewel elk patent specifiek kan zijn met betrekking tot zijn claims en rechtvaardiging om de uitgifte van een octrooi te rechtvaardigen, kunnen deze in het algemeen worden gecategoriseerd op basis van het volgende:

  • Technologieproces ge√Įdentificeerd . Er zijn momenteel 33 verschillende processen gebruikt in 3D-printing, gaande van Fused Deposition Modeling (FDM) - een proces van het verwarmen van thermoplastische materialen tot semi-vloeibare toestanden, vervolgens het laag voor laag extruderen langs een computergestuurd pad - naar stereolithografie, een proces waarbij een ultraviolette laser een laag vloeibaar fotopolymeer hardt als deze wordt geheven of neergelaten door een platform dat is ondergedompeld in een tank met vloeibaar polymeer vergelijkbaar met het aanbrengen van een coating na een verflaag totdat de meerdere lagen resulteren in het voltooide onderdeel.
  • Materialen gespecificeerd in het octrooi . Tot dusverre omvatten de uitgegeven octrooien 45 verschillende materialen waaronder keramiek, klei, palladium, papier, rubber, zilver, titanium en was.
  • Gebruik of toepassing . Bij de laatste telling waren er ten minste 22 commerci√ęle toepassingen van 3D-printen, waaronder de bouw-, defensie- en voedingsmiddelenindustrie.

Staat van de 3D-grafische industrie

Veel marktwaarnemers beweren dat het gebrek aan penetratie in massamarkten tot nu toe te wijten was aan de uitgebreide octrooien van verschillende bedrijven en de waarschijnlijkheid van rechtszaken tegen intellectueel eigendom. Eenvoudig gezegd, bedrijven hebben de middelen niet besteed om de technologie te exploiteren, omdat ze bang zijn voor een rechtszaak.

Deze belemmering voor concurrentie heeft nieuwkomers uit de markt weten te houden en de prijzen hoog; te hoog om de massaconsumptoepassingen van consumenten te ondersteunen. Omdat veel van de patenten die betrekking hebben op basistechnologie verlopen zijn in 2013 en meer zullen aflopen in 2014 en 2015, is er waarschijnlijk een explosie van nieuwe producten en een vermindering van de prijs van apparatuur vergelijkbaar met de dalingen in andere elektronische hardware zoals televisies, computers en mobiele telefoons. De lagere prijzen zullen voor het eerst op een brede basis voor consumenten toegankelijk zijn.

Volgens Pete Basiliere, hoofd Gartner-analist van 3D-printen, zal een aantrekkelijke consumentenapplicatie - iets dat alleen thuis gemaakt kan worden door een 3D-printer - tegen 2016 verschijnen en een vergelijkbare impact hebben op 3D-printers als de spreadsheet voor de pc of de toevoeging van een camera aan een mobiele telefoon. Een rapport van Gridlogics Technologies geeft aan dat de technologie een massaproduct zal worden omdat het consumenten in staat zal stellen om gemeenschappelijke huishoudelijke objecten te vervangen of cre√ęren die nu worden geproduceerd met traditionele productiemethoden en de bijbehorende kosten van marketing, logistiek en voorraadbeheer omvatten. Charles W. Hull, de maker van de eerste 3D-printer in het midden van de jaren 1980 en de mede-oprichter en chief technology officer van 3D Systems, voorspelt dat de industrie tegen het einde van dit decennium een ‚Äč‚Äčbedrijf van $ 4, 5 miljard zal zijn.

Toepassingen van 3D-printen

Het toekomstige gebruik van 3D-printen wordt nog steeds ontdekt. De volgende zijn slechts enkele van de huidige toepassingen die momenteel worden uitgevoerd en die waarschijnlijk als eerste in het algemeen worden gebruikt.

1. Medisch
Volgens CNN worden 3D-printers al door onderzoekers gebruikt om minuscule reepjes orgaanweefsel (bioprinting) te printen, evenals aangezichtsaanhangsels (oren en neuzen). Gedrukte organen zoals een nier of lever - de volgende fase in de evolutie van de technologie - zouden in eerste instantie gebruikt kunnen worden voor het testen van geneesmiddelen en vaccins en uiteindelijk de broodnodige organen voor transplantaties produceren.

Basiliere stelt: "3D bioprinting-faciliteiten met de mogelijkheid om menselijke organen en weefsels af te drukken, gaan veel sneller vooruit dan algemeen begrip en acceptatie van de vertakkingen van deze technologie." In reactie hierop beweert Mike Titsch, hoofdredacteur van 3D Printer World, "Veel belangrijke medische doorbraken hebben morele weerstand ondervonden, van orgaantransplantaties tot stamcellen. Zullen alleen de rijken het kunnen betalen? Spelen we God? Uiteindelijk heeft het redden van levens de neiging om alle bezwaren te overtroeven. '

2. Kunstmatige ledematen
Studenten van de Universiteit van Washington ontwikkelden een prothetische arm voor een 13-jarig meisje dat haar ledemaat had verloren bij een bootongeval. Hoewel niet zo geavanceerd als andere protheses, bedroegen de kosten van $ 200 voor materialen aanzienlijk minder dan de kosten van $ 6.000 van vergelijkbare apparaten, een factor die brede toepassing in veel bedrijven uitsluit.

Kylie Wicker uit Rockland, Illinois, geboren zonder vingers in haar linkerhand, ontving een werkende set plastic 3D-geprinte vingers voor een bedrag van $ 5 en ontworpen door een middelbare school technische klasse. Een Canadese professor werkt aan een 3D-printproces om prothetische ledematen naar Oeganda te sturen voor slachtoffers van hun aanhoudende burgeroorlogen.

3. Mode
Fashion heeft 3D-printing gebruikt om visueel verbluffende jurken en accessoires te cre√ęren die worden gepresenteerd op de catwalks van New York Fashion Week 2013, evenals een unieke "rook" -jurk die werd onthuld tijdens de Frankfurt International Motor Show in 2013. De rookjurk cre√ęert automatisch een sluier van rook wanneer iemand in de persoonlijke ruimte van de drager stapt.

Lady Gaga droeg 's werelds eerste vliegende jurk, Volantis, nog een 3D geprinte jurk, tijdens de 2013 ArtRave. Continuum biedt 's werelds eerste prêt-à-porter, volledig 3D geprinte bikini, de N12, genoemd naar het materiaal waaruit het is gemaakt: Nylon 12.

4. Prototypes en testmodellen
Oxfam International, een internationale confederatie van 17 organisaties die werken aan het vinden van praktische, innovatieve manieren waarop mensen zichzelf uit de armoede kunnen halen, werken samen met MyMiniFactory.com om innovatieve ontwerpen te ontwikkelen om de problemen van waterhygi√ęne in derdewereldlanden op te lossen. Ontwerpen kunnen snel worden afgedrukt, getest en aangepast voordat ze in massaproductie worden omgezet. Hoewel het nog vroeg in het proces is, geloven sponsors dat het snel testen van nieuwe apparaten en daaropvolgende aanpassingen die mogelijk zijn met 3D-printen succesvol zal zijn in humanitaire projecten zoals handdesinfectieapparaten voor de huidige 2, 4 miljoen Syrische vluchtelingen die in overbevolkte, ongezonde omstandigheden leven.

De Italiaanse uitvinder Enrico Dini heeft een 3D-printer ontwikkeld, de zogenaamde D-vorm, die zanddeeltjes samenbindt om sedimentaire steen te maken. Van de printer wordt gezegd dat hij de constructie van een gebouw vier keer sneller kan uitvoeren dan conventionele middelen voor de helft van de kosten. De Urbee, een hybride auto ontworpen door Kor Ecologic, is een tweezitter die kan oplopen tot 200 mijl per gallon met een geschatte kostprijs van ongeveer $ 20.000, en is volledig vervaardigd door 3D-printen.

5. Persoonlijk gebruik
Mensen kunnen aangepaste sieraden, huishoudelijke artikelen, speelgoed en gereedschappen afdrukken in elke gewenste grootte, vorm of kleur en kunnen thuis ook vervangende onderdelen afdrukken, in plaats van ze te bestellen en te wachten tot ze zijn afgeleverd . Volgens onderzoeksbureau Strategy Analytics zou 3D printen thuis tegen 2030 kunnen uitgroeien tot een industrie van $ 70 miljard per jaar.

3D-printers voor voedsel kunnen het probleem om kinderen hun groenten op te eten uiteindelijk zelfs oplossen, omdat ouders de mogelijkheid hebben om ze in allerlei vormen te vormen. Misschien zou een kieskeurige peuter ervan overtuigd kunnen zijn om spruitjes te eten als ze bereid waren in de vorm van een dinosaurus.

Belemmeringen voor 3D-printen

Hoewel de belofte van 3D-printers aanzienlijk is, zijn er evengoed belangrijke obstakels die moeten worden overwonnen voordat deze de verwachtingen van voorstanders van de industrie bereiken.

1. Gebrek aan eenvoudige, goedkope consumentenprinters
3D-printers die voor minder dan $ 1.000 worden verkocht, hebben beperkte mogelijkheden, kunnen moeilijk te bedienen zijn, zijn mogelijk onbetrouwbaar en vereisen mogelijk handmatige montage. Hoewel deze gebreken uiteindelijk zullen worden overwonnen, kan het een aanzienlijke trial-and-error en tijd kosten voordat een betaalbaar consumentenmodel beschikbaar is.

In een artikel uit 2013 in strategy + business staat: "ongeacht hoe goedkoop een 3D-printer wordt, een fabriek blijft schaalvoordelen bieden in de grondstoffen voor het afdrukken van het artefact." Het artikel vraagt ‚Äč‚Äčzich ook af of een consument een 3D-printer zal gebruiken thuis om een ‚Äč‚Äčplastic vork of schaakstuk te maken als hij of zij het kan kopen bij de plaatselijke Walmart.

2. Gebrek aan geschikte materialen voor afdrukken
Printers die momenteel beschikbaar zijn tegen consumentenprijzen ($ 2500 en minder) vertrouwen op de techniek van gesmolten depositie-modellering en PLA- en ABS-kunststoffen. Dit materiaal is niet stevig en is beperkt in bruikbaarheid. Experts geloven dat de volgende generatie koolstofcomposieten en metalen moet gebruiken als het nuttig is voor de gemiddelde consument.

Een artikel uit 2014 in The Telegraph in het Verenigd Koninkrijk spot met de voorstanders van de nieuwe technologie die zulke mooie toekomstverklaringen afkondigen, en merkt op dat zelfs succesvolle 3D-thuisprinters modellen maken die eruitzien alsof ze een paar uur op de radiator zijn achtergebleven. om op te merken dat het wel heel goed is om wapenonderdelen te uploaden naar het internet, maar zonder de middelen om metaal te maken (een capaciteit die consumentenprinters van 3D nog niet hebben), "het is waarschijnlijker dat je je arm afzet dan een kogel afvuurt. ‚ÄĚ

3. Nood aan kennis van CAD-ontwerp
Terwijl downloadbare bestanden voor verschillende objecten beschikbaar zijn van sites als Thingiverse en Shapeways, zijn deze over het algemeen technisch en mogelijk niet compatibel met elke 3D-printer. Vanwege de marketinghype rondom de printers, kunnen ze worden afgebeeld als eenvoudiger te bedienen dan de ervaring van echte gebruikers.

Tom Meeks, een medewerker aan het blog met 3D-printergebruikers, merkt de parallel tussen 3D-printers en het Keurig-koffiezetapparaat en het belang van consumentenontwerp en gebruiksgemak, en merkt op dat het Keurig 16 jaar kostte om de marktacceptatie die het vandaag heeft te winnen. En het moet worden erkend dat er veel meer koffiedrinkers zijn dan potenti√ęle 3D-printergebruikers. Marketingexperts zijn van mening dat de printers net zo eenvoudig te bedienen moeten zijn als conventionele laserprinters of dot-matrixprinters als ze breed worden geaccepteerd.

4. Langzaam, rommelig en mogelijk gevaarlijk
Hoewel ze perfect zijn voor unieke of gecompliceerde, dure objecten, zijn de printers te langzaam voor massafabricage. De gebruikte materialen en hun uitstoot tijdens gebruik, met name poeders, kunnen rommelig en potentieel toxisch zijn. Ten slotte werken de huidige 3D-printers met PLA-plastic op zeer hoge temperaturen (220 tot 230 graden). Hoewel deze problemen niet onoverkomelijk zijn, zullen ze tijd en investeringen vergen om te overwinnen.

Laatste woord

Of 3D-printers de impact van televisie, computer of mobiele telefoon zullen hebben zoals verwacht door haar voorstanders, is onbekend. Naarmate de technologie evolueert, zijn de mogelijkheden en voordelen eindeloos. Het is zeker een technologie die een scherpzinnige consument op de hoogte zou zijn en klaar voor gebruik als deze rijpt en een consumentenproduct wordt.

Wat denk je? Bent u ge√Įnteresseerd in het bezit van een 3D-printer?


7 manieren om een ‚Äč‚Äčextra $ 1.000 per maand te verdienen

7 manieren om een ‚Äč‚Äčextra $ 1.000 per maand te verdienen

Als het geld krap is, kan een extra $ 1.000 per maand levens veranderen. Hoewel een extra $ 12.000 per jaar misschien niet klinkt als een hoop geld, voor een eenpersoonshuishouden, of voor een gezin met een forse autobetaling of medische rekeningen, zou het het verschil kunnen maken.Manieren om een ‚Äč‚Äčextra $ 1.000

(Geld en zaken)

Manilla Review - Krijg al uw online accounts en rekeningen op één plaats

Manilla Review - Krijg al uw online accounts en rekeningen op één plaats

Wilt u geld besparen en uw leven deprimeren? Het kan tijd zijn om uw financi√ęle beeld te organiseren en te stroomlijnen, en de diensten die Manilla biedt, kunnen hierbij helpen.Persoonlijke financi√ęn kunnen saai en vervelend zijn, maar als u alle informatie over uw verschillende accounts op √©√©n plaats krijgt, kunt u uw financi√ęn gemakkelijk beheren en de vervaldata bijhouden. Man

(Geld en zaken)


ÔĽŅ