3D-Druck und Rapid Prototyping: Zukunft oder Modeerscheinung?

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Was ist Ihnen durch den Kopf gegangen, als Sie den 3D-Druck zum ersten Mal in Aktion sahen? Hast du einfach gedacht, "Hey, das ist mäßig cool. Oh schau, ein Eichhörnchen “? Oder hast du gedacht, "Beeindruckend. Damit könnte ich ALLES bauen! “ Die Tatsache, dass Sie diesen Artikel lesen, bedeutet, dass Sie davon ausgehen können, dass Sie zur letzteren Gruppe gehören.

Ist es nur "cool"? Ist es nur das nächste große Ding wie fliegende Autos und Pillenmahlzeiten? Das sind potenziell wirklich nützliche Dinge, aber sie wurden nie zum Mainstream. Wird es beim 3D-Druck so weitergehen? Einige Dinge mögen P.persönlich D.igital EINssistants (PDAs) und Walkman-Kassettenrekorder machten den Sprung von Modeerscheinung zu Trend, verblassten aber immer noch. Warum?

Was macht eine Modeerscheinung aus?

Was macht eine explosionsartig störende Technologie dauerhaft, während andere verblassen oder es nie aus dem Tor schaffen? Dafür gibt es mehr Kriterien, als wir möglicherweise zusammenstellen können, und viele davon können einfach nicht gemessen werden, wie die „coolen“ oder Glücksfaktoren. Letztendlich entscheidet die Zeit.

Was ist mit dem PDA passiert? Es könnte argumentiert werden, dass sie ihrer Zeit etwas voraus waren. Computer waren einfach nicht überall so wie heute, und ein Tagesplaner aus Papier erledigte alles, was die meisten Menschen brauchten, mindestens genauso schnell. Der tatsächliche Bedarf und die Benutzerfreundlichkeit waren also nicht vorhanden.

Der Walkman war jedoch einfach zu bedienen und die Leute wollten wirklich in der Lage sein, ihre Lieblingsmusik privat und überall zu hören. Es ging nichts gegen den Walkman, bis sich das Medium der Musik änderte. Es kamen CDs und dann das Internet, und MP3s machten Kassetten und CDs irrelevant. Die Technologie hat den tragbaren Kassettenrekorder gerade übertroffen und sich zu MP3-Playern entwickelt, die in die Smartphones integriert wurden, die wir heute lieben.

Werden solche Dinge beim 3D-Druck und beim Rapid Prototyping passieren? Wenn wir keine funktionierende Kristallkugel oder TARDIS drucken können, gibt es keine Möglichkeit, dies mit Sicherheit zu wissen. Wir kann Schauen Sie jedoch in die Vergangenheit. Mindestens einer Bajillion verschiedener Historiker und Philosophen zufolge kann uns die Geschichte helfen, die Zukunft vorherzusagen.

Warum überhaupt Prototyping?

Die gesamte Idee beim Entwerfen und Prototyping von Objekten besteht darin, unsere Ideen in die Realität umzusetzen, zu prüfen, ob sie funktionieren, und dann das Design zu ändern, um es besser zu machen. Dann prototypisieren wir es erneut, prüfen, ob es funktioniert, und ändern dann das Design, um es noch besser zu machen. Dies ist das Rückkopplungsschleife. Designer, Schöpfer, Verarbeiter, Künstler und Erfinder folgen diesem Prozess.

Prototyping in der Vergangenheit

In der Vergangenheit skizzierte eine Person ihre Idee und nahm Änderungen auf Papier vor. Dann würden sie ein Medium wählen, in dem der Gegenstand hergestellt werden soll - Holz, Metall, Kunststoff, was auch immer. Dann verbrachten sie viel Zeit mit Arbeiten und Bearbeiten, Meißeln und Formen, bis sie das bekamen, was sie für einen ziemlich guten Prototyp hielten. Sobald sie fertig sind, testen sie es, um festzustellen, ob es so gut wie möglich ist. Wenn nicht, ging es zurück zum Zeichenbrett. Wenn Sie diesen Prozess nur drei- oder viermal durchlaufen, kann es buchstäblich ein Jahr dauern, bis sie etwas haben, mit dem sie zufrieden sind. Zeit IST Geld, oder?!

Der Zeichnungsteil des Prozesses war leicht zu verbessern. Wir haben standardisierte Zeichentechniken und -werkzeuge entwickelt. Schließlich hatten wir Computer und Software, so dass das Zeichnen schneller und das Vornehmen von Änderungen einfacher war. Das Herstellungsteil hat sich jedoch nicht wesentlich weiterentwickelt. Es wurde nicht besser durch die Sprünge und Grenzen, die das Zeichnen hatte.

Die Leute versuchten es jedoch. Es gibt Patente für die Erstellung von 3D-Objekten aus dem späten 19. Jahrhundert, aber keines davon war einfach, vielseitig oder erschwinglich genug, um in Massenproduktion hergestellt zu werden.

Photosculpture

Eine von François Willème und 1864 patentiert wurde die Fotoskulptur. Obwohl es hauptsächlich für künstlerische Zwecke verwendet wurde, bestand die Idee darin, ein Objekt zu nehmen und es schnell zu duplizieren, wenn nicht sogar tatsächlich zu erstellen. Sehen Sie sich dieses Video des Prozesses von Marcus Adams aus dem Jahr 1939 an. Noch heute ist es beeindruckend.

CNC und Fräsen

In den 1940er Jahren N.umerisch C.Ontrolled (NC) Fräsmaschinen konnten Lochkarten lesen und das Design automatisch aus einem Stück Metall oder Holz herausschneiden. Dies kann als Beginn des 3D-Drucks angesehen werden.

Im Jahr 1951 a C.Computer N.umerisch C.Ontrol (CNC) Mühle wurde am hergestellt M.Massachusetts ichInstitut für T.Technologie (MIT).

CNC-Fräser wurden besser und kleiner, waren aber immer noch zu groß oder zu teuer für andere als Hersteller. Die hohe Geschwindigkeit der speziell entwickelten und superscharfen Mühlenbohrer war ebenfalls gefährlich, falls sie brechen sollten, und sie brechen oft genug. Es gab nichts, was auf relativ kleinem Raum sicher verwendet werden konnte und bis vor kurzem einigermaßen erschwinglich war. Schauen Sie sich diesen an.

Echter 3D-Druck

In den späten 1970er bis frühen 1980er Jahren hatten einige kluge Köpfe eine Idee für den dreidimensionalen Druck mit Polymerharz und Licht. Als Idee von Mitsubishi Motors im Jahr 1972 dauerte es bis 1981, bis Hideo Kodama von Nagoya Municipal Industrial Research dies tatsächlich tat. Es funktionierte, indem sich ein Eimer Harz langsam nach unten bewegte, während Laser von oben und von einer Seite darauf gerichtet waren. Wo sich die Laser trafen, härtete das Polymer aus. In nur wenigen Minuten könnten Sie ein Harzmodell eines Designs in der Hand halten, das gerade an diesem Morgen in Ihrem Kopf war.

Das folgende Video zeigt Ihnen, was in einem Fotopolymer-3D-Drucker passiert. Auf der Suche nach mehr Ausführliche Erklärung der Funktionsweise des 3D-Drucks Was ist 3D-Druck und wie genau funktioniert er?Stellen Sie sich vor, Sie könnten dreidimensionale Objekte direkt von einem Drucker in Ihrem Haus ausdrucken. Als ich ein Kind in der Grundschule war, dachte ich, es wäre großartig, wenn ich Pizzen ausdrucken könnte ... Weiterlesen ? Das haben wir auch.

Sie können sehen, dass diese Methode möglicherweise nicht ideal für die Verwendung zu Hause ist. Obwohl der 3D-Druck von Fotopolymeren sehr genau ist, kann es etwas chaotisch sein, wenn Ihre Katze den Drucker umstößt.

Dann kam mit F.benutzt D.eposition M.Geruchsdruck (FDM). Einfach ausgedrückt handelt es sich um einen Drucker, der herausspritzt (Einlagen) geschmolzener Kunststoff ein wenig nach dem anderen. Der Kunststoff muss heiß sein, um durch eine kleine Düse zu spritzen, damit er haftet (Sicherungen) schön zu der Plastikschicht, die vorher herausgespritzt wurde. Dies geschieht Schicht für Schicht, bis Sie ein dreidimensionales Objekt haben oder Modell-. Sie könnten dasselbe mit einer Heißklebepistole tun, wenn Sie Nerven aus Stahl und die Geduld von Gandhi hätten. Oder wenn nicht, schauen Sie sich die an 3Doodler 3D-Druckstift 3Doodler 3D Pen Review und WerbegeschenkDer 3Doodler ist ein Stift, der aus 3D-Kunststoff zeichnet. Das heißt, Sie können nicht nur auf Papier zeichnen, sondern auch in der Luft zeichnen. Weiterlesen .

Hier ist ein Video eines MakerBot FDM-Druckers in Aktion. MakerBot ist einer der Hauptakteure bei der Verbreitung des 3D-Drucks in der Masse. Ihre Drucker sind klein genug, um zu Hause verwendet zu werden, und für viele Menschen erschwinglich. Aber ich noch nicht.

Der Stand des Prototyping

Da 3D-Druck, CNC-Fräsen und andere Technologien kostengünstiger, präziser und benutzerfreundlicher werden, kann fast jeder seine Idee in etwas verwandeln, das er in der Hand halten kann. Auf diese Weise können Menschen mit großartigen Ideen Erfindungen und Produkte auf den Markt bringen, die es möglicherweise nie geschafft haben. Wie dieses Exoskelett-Ding auf dem Bild unten. Sieht cool aus, keine Ahnung, was es tut.

Da sich Künstler und Heimwerker weiterhin für den 3D-Druck interessieren, sehen wir eine exponentielle Anpassung.

„Dank der Open-Source-Hardware haben täglich mehr Menschen Zugang zur 3D-Drucktechnologie DIY-Clubs, Hacker- und Maker-Spaces und Maker Faires Vier Gründe, warum Sie Ihren lokalen Hackerspace besuchen sollten Weiterlesen Das (behalten) in Städten rund um den Globus auftauchen. Gute internationale Beispiele sind Wevolver in London und Amsterdam die FabLabs und in jüngerer Zeit die 3D Hubs Netzwerk, das in weniger als einem Jahr von der Verbindung einiger hundert 3D-Drucker auf mehr als 7.000 gewachsen ist. “ Anmerkungen Rudy de Waele, Stratege für technologische Innovation und Autor / Kurator von Shift 2020.

3D-Druck als Geschäftsmodell

Im Moment gibt es Tausende, wenn nicht Millionen von Dateien im Web, die Sie einfach in Ihren 3D-Drucker laden und das Objekt erstellen können. Sie müssen nicht einmal wissen, wie man etwas entwirft.

Als Richard A. D’Aveni erklärt im Harvard Business Review-Artikel: 3D-Druck wird die Welt verändern,

„Wenn die Anwendungen der Technologie zunehmen und die Preise fallen, besteht die erste große Auswirkung darin, dass mehr Waren an oder nahe ihrem Kauf- oder Verbrauchspunkt hergestellt werden. Dies könnte sogar die Produktion einiger Dinge auf Haushaltsebene bedeuten. (Sie zahlen für Rohstoffe und die IP - die Softwaredateien für alle Designs, die Sie im Internet nicht kostenlos finden.) "

Welche Auswirkungen wird dies auf die Transport-, Einzelhandels- und Aftermarket-Servicemärkte haben? Es ist schwer zu sagen, aber wenn es Unternehmen und Menschen Geld spart, ist es normalerweise eine sichere Wette, die sich durchsetzt.

Wird es bleiben oder wird es gehen?

Wir haben gesehen, dass seit langem eine Nachfrage nach 3D-Druck besteht und dass dies den Menschen Zeit, Energie und Geld spart. Wir haben auch gesehen, dass es einige Möglichkeiten gibt, 3D-Druck und Prototyping durchzuführen - CNC-Maschinen, Fotopolymere und FDM sind nur drei, die verfügbar sind. Das Medium kann sich also ändern, aber die wesentlichen 3D-Druckprozesse werden fortgesetzt. Der Prozess wird außerdem fast täglich portabler, einfacher und kostengünstiger.

Vielleicht noch wichtiger ist, dass 3D-Druck und Rapid Prototyping Türen für Menschen öffnen, die vorher vielleicht nicht über Design oder Engineering nachgedacht haben. Dave Evans, Silicon Valley Futurist, sagt solche in 5 Experten werfen einen Blick auf die Zukunft des 3D-Drucks,

„3D-Druck macht etwas, was nur sehr wenige andere Technologien tun - er kombiniert Kunst und Wissenschaft. Was für eine großartige Möglichkeit, wichtige Frauen (und Männer) jetzt unabhängig vom Hintergrund einzubeziehen. “

Es gibt sogar einen 3D-Drucker für 100 US-Dollar, der bald verfügbar sein sollte. Angesichts dessen und des Einfallsreichtums der mit 3D-Druck erstellten Objekte scheint es sicherlich hier zu sein, um bei uns zu bleiben, zumindest so lange wie der Walkman... wenn nicht länger.

Was denken Sie? Modeerscheinung oder Zukunft? Haben Sie Pläne, sich einen 3D-Drucker oder eine CNC-Fräse zu besorgen? Hast du schon einen Wenn ja, wofür verwenden Sie es? Würden Sie anderen Leuten empfehlen, die 3D-Drucke ausprobieren? Lass es uns unten wissen.

Bildnachweis: Fräse Über Shutterstock, 3D Drucker Über Shutterstock, WREX-Exoskelett beim 3D-Druck der zukünftigen Ausstellung im Science_Museum in London, Zeichenraum, Sony Walkman, Ältere CNC-Maschine über WikiMedia, Palm Vx über Flickr