Din personlige julemandsmaskine

3D-printere er store, dyre maskiner. Men det spås, at printerne om få år bliver billigere, bedre og snart hvermandseje, ligesom mobiltelefonen er blevet. (Foto: Renato M.E. Sabbatini)

Det lyder som et vildt fremtidsscenarie, når man hører, at man kan hælde lidt materialer i en maskine, trykke på en knap på computeren og få bygget næsten hvad som helst uden selv at skulle røre en finger.

Men primitive udgaver af vidundermaskinen har eksisteret i over 20 år og kaldes 3D-printere, fordi de fra bunden og op lag på lag printer objekter ud i tre dimensioner.

Almindelige 3D-printere koster mindst 100.000 kroner og bruges mest af firmaer til at skabe modeller af arkitektur, designs eller hurtige prototyper af produkter.

Men det spås af blandt andre Jeremie Pierre Gay, der selv er igang med at bygge en 3D-printer i Aalborg, at 3D-printeren om ganske få år bliver meget billigere, rykker ind hjemmet og bliver en slags lille, personlig fabrik.

3D-printeren kan bygge næsten alt 

En typisk 3D-printer virker ved at lægge en tynd bund af pulver. Maskinen limer derefter dele af pulveret sammen med en klæbrig væske eller belyser det med en laser, så mønstre i pulveret smelter sammen og danner fast form.

3D-printeren gentager processen lag for lag ovenpå. Til sidst blæses det løse pulver væk og tilbage står kun det faste, sammensatte pulver, der nu danner en tredimensionel form.

I princippet kan man bygge alle tænkelige strukturer, og år for år udvikles metoder til at printe med flere slags materialer, så man forestiller sig, at printerne en dag kan bygge næsten alt.

LÆS OGSÅ

3D-printer skal bygge et hjerte

Print en reservedel til bilen

Blander man for eksempel metal i pulveret, kan en 3D-printer bygge funktionsdygtige reservedele til biler.

Med en 3D-printer kan man således holde liv i gamle biler, som den amerikanske talkshowvært og bilentusiast Jay Leno forklarer i denne video. 

»Lad os prøve at se os selv om fem år: Du elsker gamle biler, og du har et værksted, hvor du reparerer en gammel bil. Du opdager, at du mangler en del, og du kan ikke finde denne del nogen steder, fordi ingen længere producerer bilen,« fortæller den franske 3D-printerekspert Jeremie Pierre Gay.

»Med en 3D-printer baseret på laserteknologi kunne man bygge en metaldel i et snuptag. Delen ville være så perfekt, at der ikke længere er tale om en prototype; det er det færdige produkt,« fortsætter han.

»Man kan selv designe produktet, eller bilproducenten kan sælge 3D-tegninger af reservedele til bilen på nettet. Folk kan så købe 3D-modellen og måske modificere den, og så vil de være i stand til at tilpasse alt i bilen til deres individuelle behov,« siger Jeremie Pierre Gay.

Enhver handymands drøm

Det samme gælder, hvis noget i hjemmet går i stykker.

»Lad os sige, at man har en vaskemaskine, der ikke længere virker. Inden man smider den væk og køber en ny for 10.000 kroner, så kan man prøve at åbne den for at se, hvad der er galt. Ofte vil man indse, at det er en lille bitte plastikdel, der er gået i stykker, og det er derfor, at hele maskinen ikke virker,« fortæller han.

»I princippet kunne man gå hen til sin 3D-printer, der har en 3D-skanner indbygget. Man skanner den lille del ind, printer en ny ud og udskifter den, og så virker maskinen igen. Man kunne bruge den til at reparere alt. Det er enhver handymands drømmeværktøj,« siger den franske 3D-printerekspert, der selv samarbejder med Aalborg Universitet om udviklingen af en printer, der kan 'udskrive' levende organer.

Julemandsmaskine

Her ses den såkaldte RepRap 3D-printer, der billigt kan bygge en næsten hel kopi af sig selv. (Foto: CharlesC)

Falder en glasskål ned på gulvet og går i stykker, så kan man i fremtiden med en 3D-printer blot knuse glasset og genbruge materialet til at printe en ny.

Jeremie Pierre Gay forklarer, at 3D-printeren også er blevet kaldt en julemandsmaskine, fordi den kan bruges til at printe al slags legetøj. For eksempel kan man allerede nu printe sin egen figur i World of Warcraft, så man får virkeliggjort sin helt egen, unikke actionman.

Printerne vil også blive i stand til at spytte elektronik ud, så det ifølge Jeremie Pierre Gay om 10-15 år vil blive muligt at printe en ny fjernbetjening, hvis den gamle skulle blive væk.

3D-printer kan kopiere sig selv

Kirurger vil også kunne drage nytte af 3D-printere. De vil kunne printe en model af en patients knogler, som de kan øve sig på, inden de går i gang med selve operationen. Derudover kan printeren bygge implantater, der er individuelt tilpasset til patienten.

Den hellige gral er en 3D-printer, der kan kopiere sig selv. Og den opfindelse er faktisk på vej. Den selvreplikerende printer kaldes RepRap, og udviklingen af maskinen er nået så langt, at den kan bygge 60 procent af en 3D-printer - de elektroniske komponenter må man selv købe særskilt og sætte ind i maskinen.

Materialerne til at lave en RepRap koster kun 3.500 kroner. Så alle kan få deres helt egen 3D-printer og tilmed printe en kopi til naboen.
 

Sådan virker en 3D-printer

Der findes flere forskellige teknikker til at printe i 3D med - her er de mest almindelige: Den eneste teknik, der kan bruges til at printe objekter ud i farver, er samtidig den hurtigste og fungerer ved, at 3D-printeren først lægger en flad, tynd bund af fint pulver. Det kan bestå af mel, kunstharpiks, gips, keramikpulver eller glaspulver. Når den papirtynde pulverbund er lagt, begynder printerhovedet ligesom i en almindelig blækprinter at bevæge sig henover pulveret efter det mønster, som tegningen på computeren foreskriver. Men i stedet for blæk er printerhovedet fyldt med en klæbrig væske. Når den slibrige substans printes ned i pulverunderlaget, reagerer væsken med pulveret, binder partiklerne sammen og bliver fast. Et nyt, tyndt lag pulver lægges derpå henover det første, og igen bliver en del af pulveret bundet sammen med væsken i printerhovedet. Processen gentages opad lag på lag, indtil den ønskede 3D-struktur er bygget. Kun det pulver, der bliver limet sammen med den klæbrige væske, ender som en del af det færdige produkt, mens det overskydende pulver bagefter støves af eller blæses væk. En anden lignende teknik med pulver kaldes Selective Laser Sintering. Her er forskellen, at pulveret er baseret på nylon, og i stedet for at printe med en væske, opvarmes bestemte mønstre i nylonpulveret af en laser, så det plastikagtige pulver smelter sammen og danner en fast form. Andre 3D-printere kan printe direkte med opvarmet, flydende plastik, der størkner kort efter, at det har forladt mundstykket i det ønskede mønster. Når det første lag plastik er lagt, lægges det andet ganske enkelt ovenpå, og sådan fortsætter printeren etage på etage, ligesom når man bygger et højhus.

 

Reference og links
Jeremie Pierre Gays hjemmeside RepRaps hjemmeside Wikipedia om 3D-printere (engelsk) Læs også på videnskab.dk: 3D-printer skal bygge et hjerte Dansk instrument kan afsløre Mars' hemmeligheder Papirleg bag fremtidens teknologi Solceller af plastik strømmer ud af printeren