3D-printer bygger Eiffeltårn på syv minutter
Det ser magisk ud, når en ny type 3D-printer i løbet af få minutter trækker en model af Eiffeltårnet op af en blå plastik-suppe. Snedig måde at optimere de eksisterende processer, lyder det fra dansk forsker.

Det tager blot seks minutter og 35 sekunder for 3D-printeren at trække en meget detaljeret model af Eiffeltårnet op af karret med flydende hærdeplast. (Foto: Lars Sahl)

Kun fantasien sætter grænser for, hvad 3D-printere efterhånden kan spytte ud.

Kropsdele og komponenter til kampfly er blot et par eksempler på de nogle af de vildeste 3D-print til dato, og du kan selv få en 3D-printer til hjemmet og gå i gang med at printe lige, hvad du ønsker dig.

Der er bare det problem, at det kræver rigtig meget tid og tålmodighed, når man bruger den mest almindelige slags 3D-printer, der printer lag på lag på lag fra bunden og op. Det kan tage flere timer at printe en struktur, der blot er nogle få centimeter høj.

I en artikel i det anerkendte tidsskrift Science viser forskere fra det amerikanske firma Carbon3D dog, at det kan gå 25-100 gange hurtigere, hvis man så at sige vender processen på hovedet.

I stedet for ovenfra at lægge materialet minutiøst lag på lag på en plade, trækker de kontinuerligt strukturen op af et kar fyldt med flydende plastik, og på den måde kan de bygge en meget detaljeret model af for eksempel Eiffeltårnet på under syv minutter.

UV-lys hærder den flydende plastik

Det ser vildt ud, men ifølge David Bue Pedersen, der selv forsker i 3D-printere på Danmarks Tekniske Universitet, består det meste af Carbon3D's maskine dog af gammelkendt teknologi.

Se en model af Eiffeltårnet blive trukket op af karret med flydende plastik (Video af Carbon3D)

»Det er rigtig snedigt, det de gør, men så er det heller ikke nyere end som så,« siger David Bue Pedersen.

3D-printeren består af selve byggeplatformen, der sidder foroven, og som er dyppet ned i et kar fyldt med flydende, lysfølsomt hærdeplast. I bunden af karret er der et vindue, og under vinduet sender en projektor skiftende mønstre af UV-lys op på plastikken. Der, hvor UV-lyset rammer plastikken over vinduet, hærdes plastikken, og på den måde dannes den faste struktur nede i karret.

Byggeplatformen løftes kontinuerligt op, mens plastikken forneden hele tiden hærder på den måde, som UV-lysets forskellige mønstre løbende dikterer.

Det er en metode, som kaldes Digital Light Processing (DLP), som firmaet EnvisionTEC har brugt i store, industrielle 3D-printere i årevis, og firmaet Formlabs har allerede en lignende 3D-printer på markedet til avancerede forbrugere, forklarer David Bue Pedersen.

»Jeg vil vove at påstå, at der er meget lidt nyt under Solen ved den her proces. Det er noget, man har gjort i 10 år. Men i stedet for at belyse et mønster og derefter køre med spindlen, belyse det næste mønster, og så køre med med spindlen igen og på den måde trække emnet ud af væsken, så gør man det på maskinen her, at man konstant stille og roligt kører med spindlen, mens man konstant stille og roligt belyser. Det er ikke en ny proces – det er optimering af en allerede eksisterende,« siger han.

Hurtigere og mere elegante 3D-print

Optimeringen resulterer i, at Carbon3D's printer er hurtigere, og resultatet bliver pænere.

3D-printeren består af en byggeplade øverst, der kontinuerligt løftes op af et kar fyldt med flydende hærdeplast. Plastikken hæfter sig til byggepladen, fordi der under karret er en projektor, der sender UV-lys i forskellige mønstre op igennem et vindue i bunden, og UV-lyset får så plastikken til at hærde. Det helt særlige ved denne 3D-printer er, at der kan trænge ilt igennem vinduet i bunden af karret. Ilten lægger sig i et tyndt lag på bunden af karret, hvilket forhindrer plastikken i at hæfte sig til bunden, og derfor kan strukturen løftes hurtigere og kontinuerligt op af karret. (Illustration: Carbon3D)

»Du får ikke den lagdelte inddeling af de lag, der bliver hærdet op. Du får glatte overflader på sidevæggene, og så går det en del hurtigere. Det er de to områder, hvor man tænker: 'Ok, det er slet ikke så tosset',« siger David Bue Pedersen.

Grunden til, at Carbon3D's printer kan bygge hurtigere og kontinuerligt og altså ikke behøver at stoppe op lag for lag, er, at vinduet i bunden af karret er oxygen-permeabelt – det vil sige, at ilt kan trænge op igennem vinduet. Det har den effekt, at der lægger sig et tyndt lag af oxygen på bunden af karret, hvilket forskerne bag printeren kalder 'dead zone'.

Oxygen-laget forhindrer, at plastikken hæfter sig til bunden af karret, og derfor kan printeren trække strukturen hurtigere op, uden at man risikerer ulykker.

Kan bruges til produktion af høreapparater og smykker

Metoden egner sig ifølge David Bue Pedersen fint til at lave hurtige prototyper, og inden for produktion af høreapparater og smykker vil 3D-printeren også kunne bruges.

Til gengæld kan denne type 3D-printer ikke printe med metaller, keramik og termoplast, siger David Bue Pedersen, og han spår heller ikke maskinen en fremtid hjemme i stuen hos almindelige forbrugere.

»Den polymerkemi, man bruger i 3D-print-processen, er enormt sundhedsskadelig, så det er ikke noget, man bør ønske sig at stå og fedte rundt med derhjemme,« siger han.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.




Det sker