3D-print - løsningen på vores problemer?

Førende organisationer mener, at 3D-print kan blive et af de største teknologiske fremskridt i historien.

Hvilken anden fremstillingsproces har så stor indflydelse på så mange andre industrier som 3D-print?

Djævlen ligger i detaljen

3D-print, også kendt som additiv fremstilling, producerer emner lag for lag.

Fysiske genstande produceres ved at lægge tynde lag af materiale oven på hinanden, indtil det endelige produkt er færdigt.

Understøttet af computerstøttet design (CAD) bringer 3D-printning digitale objekter i fysisk form gennem denne additive proces.

Denne metode adskiller sig fra traditionelle teknikker, der er subtraktive, som f.eks. støbning.

En fodnote i historien

Charles Hull satte gang i 3D-printningens tidslinje for 36 år siden i 1986.

Han tog patent på stereolitografi, en proces, der bruger en computerstyret, bevægelig laserstråle til at forme objekter.

Det var først i midten af 2000'erne, at denne teknologi begyndte at sprede sig og blomstre.

På dette tidspunkt begyndte 3D-print at specialisere sig i fremstilling af engangskomponenter og små oplag takket være lave værktøjs- og opsætningsomkostninger.

Denne diversificering tager stadig fart den dag i dag, hvor processens fleksibilitet gør, at den finder anvendelse i næsten alle brancher.

Fly, tog og biler - og 3D-printning?

Pærer, dampmaskiner, biler og flyvemaskiner har alle været revolutionerende milepæle i menneskets historie.

Mange inden for fremstillingsindustrien hævder, at 3D-printningens kræfter kan blive en del af den eksklusive klub.

Nye anvendelsesmuligheder dukker op dag for dag, og den fulde kraft og det fulde potentiale i additiv fremstilling er endnu ikke fuldt udnyttet.

Den er så højt anset på grund af sin:

1. Tilpasning - En pandoras æske af muligheder er tilgængelig med denne proces. Der kan fremstilles mange produkter på samme tid uden ekstra omkostninger.
2. Kompleksitet - 3D-print giver en indviklet produktionsproces, der simpelthen ikke kan gentages af mennesker. Specifikke dele i visse industrier som f.eks. luftfartssektoren viser gang på gang den kompleksitet, som denne teknik tilbyder.
3. Effektivitet - Det kan reducere eller endda eliminere omkostninger til værktøjsproduktion og arbejdskraft. Derfor er det ved at blive en mere attraktiv teknik for producenterne at bruge, da den sparer omkostninger, tid og arbejdskraft og samtidig eliminerer menneskelige fejl.
4. Bæredygtighed - I en tid med klimakrise ses 3D-print som en ekstremt energieffektiv teknologi. Den giver meget mindre affald, den kan spare transport af færdige produkter, hvilket kombineret med dens effektivitet giver den et reduceret CO2-fodaftryk.

En varieret tilgang

Additiv fremstilling har en fleksibilitet og mangfoldighed, som selv de 21^st århundrede ikke har set før.

Hvad andre fremstillingsprocesser kan:

• Fremstil små indviklede dele til at stabilisere et fly
• Lav medicinsk udstyr til sårede soldater i Ukraine
• Skab 'verdens bedste' spiselige fødevarer
• Saml dødbringende skydevåben fra dit eget soveværelse

3D-printningens potentiale er uendeligt.

Udvalget af materialer, der kan bruges i denne proces, vokser.

Træ, stof, papir og sten er i øjeblikket begrænset anvendelige, da de ikke kan påføres som tynde lag i smeltet eller flydende tilstand.

Ikke overraskende er plast de mest almindelige materialer, der bruges i denne additive proces.

Plastens egenskaber gør den ideel til at skabe produkter i en bred vifte af farver, størrelser og former.

I 2027 forventes værdien af markedet for 3D-printplast at nå $1,9 milliarder.

Men brugen af metaller blomstrer også inden for 3D-printning.

Fremstillingen af brændstofdyser af koboltkrom ved hjælp af 3D-print er i øjeblikket ved at tage fart i luftfartsindustrien. Denne lille motordel viser additiv fremstilling i al sin pragt: kan tilpasses, er kompleks, effektiv og bæredygtig.

Disse brændstofdyser plejede at bestå af 20 individuelle dele, som blev svejset sammen.

3D-printning producerer dem i ét stykke, som vejer 25% mindre og er fem gange stærkere.

De er blevet en bestseller i luftfartsindustrien med deres høje effektivitetsniveauer, der sparer ca. $3 millioner pr. fly.

Stof til eftertanke

Mange eksperter i fødevareprintindustrien mener, at en 3D-printer i en ikke så fjern fremtid vil være en fast bestanddel i ethvert køkken.

Hvor bizart trykt mad end lyder, så fungerer det i den samme additive proces som metaller og plast.

Derfor fungerer den bedst med tyktflydende materialer, og derfor er faste, hele fødevarer ikke kompatible i øjeblikket.

Pastaer og puréer er de mest almindelige 3D-printede fødevarer, men planer om at producere printet kød er ikke langt væk i dette stadigt udviklende område.

Som rosinen i pølseenden var 3D-printning ansvarlig for 'Verdens bedste tiramisu' i den seneste udgave af Tiramisu World Cup.

En uventet allieret

Ukraine har nydt godt af additiv fremstilling.

I en tid med fortvivlelse og blodsudgydelser har 3D-printning vist sig at være en værdifuld, men uventet allieret for de ukrainske soldater.

Omkring 5.000 genanvendelige åreforbindinger er blevet sendt til frontlinjen for at genopfylde den kritiske mangel.

Ved hjælp af digitale filer er der også blevet produceret bandager, skinner og AK-47-udstyr i store mængder.

I betragtning af at additiv fremstilling af våben var relativt ukendt før den russiske invasion, har dette været en hurtig, men vellykket mission.

Opbygning af en sag

3D-print ses som fremtiden inden for byggeri.

Det ses også som løsningen på mange af de problemer, der er forbundet med moderne byggeri.

Trykte hjem vil:

• Reducere byggebranchens skadelige indvirkning på miljøet
• Øget hastighed og effektivitet i byggeriet
• Reducer forsyningskæden og menneskelige fejl
• Dæmp den ekstreme stigning i materialeomkostningerne
• Lever op til den voksende efterspørgsel efter byggeri i hele verden
• Begræns materialespild under byggeriet

I 2030 har Dubai en vision om, at 25% af deres bygninger skal være 3D-printet.

Malawi, kort efterfulgt af Madagaskar, så verdens første trykte skoler.

3D-print ses som løsningen på skolemanglen i udviklingslandene, hvor Madagaskar alene har brug for ca. 22.000 nye skoler.

Stor efterspørgsel

3D-printning lukker huller i mange andre industrier:

• Medicinsk
• Tandlæge
• Luft- og rumfart
• Biler
• Smykker
• Kunst/Design/Skulptur
• Mode

Medicinsk arbejde har stor gavn af fremskridtene inden for denne teknologi.

I begyndelsen af denne måned så verden det første medicinsk transplanterede øre blive opereret. Printprocessen for øret tog mindre end 10 minutter.

Mere end 100.000 hofteproteser er blevet 3D-printet i løbet af det sidste årti. Denne proces vil give adgang til flere operationer af denne art i fremtiden.

I løbet af de sidste 17 år er næsten alle høreapparater blevet 3D-printet.

Additiv printning spiller en stor rolle i bilindustrien, især i det højoktane Formel 1-felt.

Disse aerodynamiske maskiner kræver hundredvis af specifikke, indviklede dele for at få bilen til at passere det ternede flag.

I F1 har 3D-print gjort det:

• Øget produktivitet
• Øget effektivitet
• Reducerede omkostninger
• Øgede frihedsgrader for design

F1-dele fremstillet ved hjælp af additiv fremstilling har været lettere end tidligere muligt og har samtidig øget brændstofeffektiviteten.

De har gjort det muligt at øge bilernes ydeevne og mindske sliddet på de sarte dyr.

I modebranchen er sko det mest almindelige produkt, der fremstilles på denne måde.

Da fast fashion-industrien er under beskydning for sin ikke-bæredygtige praksis, tilbyder 3D-print en løsning.

Samtidig med at den producerer færre emissioner under fremstillingen, giver den også 35% mindre materialespild.

I 2028 forventes 3D-printede briller at være $3,4 milliarder værd.

En rygende pistol

En massiv ulempe ved denne truende overtagelse af moderne industrier er et potentielt tab af arbejdspladser.

En så hurtig og effektiv proces uden risiko for menneskelige fejl kan betyde, at mange mennesker mister deres job i en lang række brancher, der vælger at bruge denne teknik.

Hvor muligheder og nye jobs åbner sig, kan gamle muligheder og virksomheder lukke.

En teknik med så stort et potentiale vil altid have potentiale til at blive misbrugt.

I juni 2022, en 18-årig mistænkt i Vestaustralien blev anholdt med en fuldt funktionsdygtig, halvautomatisk, 3D-printet pistol.

Disse typer skydevåben er fremstillet i hans eget hjem og er fortsat uautoriserede og uregulerede.

Med den lethed, hvormed dette blev produceret fra en almindelig 3D-printer og let tilgængelige materialer, er det ingen overraskelse, at dette er en stigende bekymring.

Faktisk så bekymrende, at Europol i løbet af den seneste måned har udsendt en erklæring, der viser, hvor alvorligt de tager truslen.

3D-printede våben kaldes ofte "spøgelsesvåben" og er svære at spore, da de uregulerede våben ikke har et serienummer.

Spænd sikkerhedsselen

Additiv fremstilling har tilbudt utrolige løsninger, der forbedrer liv, produkter og job i mange brancher og samfund.

Men der er brug for internationalt samarbejde og bedre lovgivning for at sikre, at 3D-printning fortsat er en god kraft og ikke et værktøj for forbrydere, der leder efter en billig, ureguleret og ikke sporbar måde at producere smuglervarer som f.eks. hjemmelavede skydevåben på.

Støjen fra branchen er høj.

3D-print er i vækst, og det er op til os og dem, der styrer os, at sørge for, at denne fascinerende teknologi forbliver på rette vej.