Vad är 3D printing?

När man pratar om 3D-printing, 3D-skrivare eller additiv tillverkning så menar man oftast en maskin som utifrån en datormodell av en geometri, vanligen en CAD-modell, skapar ett verkligt och tredimensionellt objekt i plast, metall eller något annat material. 3Dkomponenter.se jobbar idag uteslutande med 3D-skrivare som skriver ut och framställer fysiska objekt i den hållfasta och miljövänliga plasten PLA. Se en film på en utskrift som vi gjort här.

Vad kan man använda 3D printing till?

Du kan tillverka i princip vad som helst istället för använda dyra tillverkningsmetoder som att t ex fräsa fram geometrin i plast eller metall med en CNC maskin eller låta gjuta plastkomponenten. Tekniken öppnar upp fantastiska möjligheter att på nolltid gå från en idé till ett verkligt fysiskt objekt som är fullt användbart. Antingen ser man på sin utskrivna 3D modell som en prototyp som man kan klämma och känna på eller som en färdig komponent som kan sättas in i en riktig applikation, tekniken är så bra idag att det finns få begränsningar kring vad du kan göra med din utskrift. 3D-printing lämpar sig idag inte för högvolymtillverkning där gjutning forfarande är dominerande, gjutning innebär dock att man måste investera i en dyr gjutform som monteras in i en mycket dyr gjutmaskin, t ex en plastspruta.

Hur går det till?

De enklare 3D skrivarna har ett uppvärmt skrivarhuvud som matas med ett plastmaterial som kommer från ett magasin som sitter i nära anslutning till 3D skrivaren. Tekniken går under namnet FDM - Fused Deposition Modeling. När plastmaterialet löper igenom det uppvärmda skrivarhuvudet så smälter det och matas ut ur mynningen på skrivarhuvudet samtidigt som skrivarhuvudet rör sig enligt olika mönster i horisontalplanet. När den smälta plasten når mottagarytan (som är rörlig i vertikal led) ca 1mm under skrivarhuvudets mynning så stelnar det mycket fort. Genom att göra detta lager på lager så byggs det fysiska objektet succesivt upp till en färdig modell. Ett annat alternativ är att använda ett skrivarhuvud med en laserstråle som genom UV-härdning av en fotopolymer framställer den färdiga geometrin (denna teknik använde också av de första 3D-skrivarna). Ytterligare en variant använder en pulverbädd där skrivarhuvudet fördelar ut ett bindningsmedel i vätskeform som därigenom binder ihop delar av pulvret till en färdig geometri.

Hur får 3D skrivaren den information den behöver för att skapa den fysiska modellen?

3D skrivare matas med något som heter G-kod vilket är ett mycket vanligt sätt att instruera en maskin eller robot hur den ska röra sig och när den ska göra det. G-koden som 3D skrivaren matas med kommer från något som kallas för en slicing-mjukvara vilket är ett program som utifrån en 3D-modell (oftast en CAD modell i .stl format) översätter 3D-modellens volymsinformation till mycket tunna skivor/lager. Informationen om varje lager som slicing-mjukvaran genererar används i nästa steg för att generera G-koden som i sin tur kommer tala om för 3D skrivaren hur den ska röra sig för att återskapa varje lager i den fysiska modellen.

Ser man på arbetsgången från andra hållet så ser processen ut så här:

1. Ta först fram en digital 3D-modell av objektet i ett CAD-program, t ex i SolidWorks, Pro/Engineer eller i något av gratisprogrammen SketchUp eller Autodesk 123D. 2. Spara ner objektet i CAD-programmet som en .stl fil som innehåller volymsinformation för objektet. 3. Öppna .stl filen i slicing programmet som hör till 3D-skrivaren. 4. Slicing programmet delar upp volymsmodellen i tunna skivor och utifrån dessa tunna skivor skapas de rörelsemönster som skrivarhuvudet ska följa, så kallad G-kod. 5. G-koden matas in i 3D-skrivaren via USB-sladd eller minneskort. 6. 3D skrivaren skriver nu ut din modell, lager för lager. 7. Den utskrivna modellen plockas ut ur skrivaren!

Om du använder Google Sketchup finns här en guide för hur du sparar ner 3D modellen från Sketchup som en .stl fil. I de vanliga CAD programmen såsom SoildWorks eller Pro/Engineer kan man ofast välja File - Save as och sedan välja att spara modellen som en .stl fil, mycket enkelt med andra ord!

Vad finns det för 3D skrivare på marknaden?

Det finns många olika tillverkare av 3D-skrivare, några exempel som använder plastmaterial är 3D Systems, Stratasys, Makerbot Industries, Sintermask och Formlabs. Ett svenskt företag som utvecklar och säljer 3D skrivare som skriver ut i metall (titan) är Arcam.

Vart hittar jag mer information kring 3D printing?

SVT sände nyligen ett program om 3D skrivare, du kan se det här.

Wikipedia har en artikel om 3D printing, läs den här.

Vem uppfann 3D-skrivaren?

1986 fick den amerikanske uppfinnaren Charles "Chuck" Hull patent på sin uppfinning "Apparatus for Production of Three-Dimensional Objects by stereo lithography". 29 år senare är 3D-skrivaren en av de största samtalsämnena inom tillverkning och produktutveckling... vem sade att utvecklingen går i en rasande fart :) ? Chuck tog sin uppfinning vidare till marknaden och grundade ett av de största företagen inom 3D-printing - 3D Systems. Chuck och 3D Systems utvecklade också .stl formatet vilket samtliga tillverkare av 3D-skrivare använder idag. Här berättar Chuck om tekniken när den var helt ny.

 

Till startsidan

©Industrial Dynamics Sweden AB