Tenk deg en robotarm med en limpistol, men istedenfor lim bruker den plast. Det er i bunn og grunn slik en 3D-printer fungerer. Plasttråder føres inn i et skriverhode som varmes opp for å smelte materialet. Skriverhodet beveger seg med stor nøyaktighet i tre dimensjoner, og legger ned plastlinjer på byggeplattformen – overflaten den printer på. Denne prosessen gjentas lag for lag, og bygger opp en 3D-modell.
Grunnlaget er 3D-modeller
Hvert objekt som skrives ut med en 3D-printer begynner med en 3D-modell. Disse lages vanligvis i et CAD-program, spesielt designet for å håndtere 3D-modeller, som TinkerCAD, Fusion360, eller Sketchup. Dette er litt forskjellig fra måten 3D-modeller lages for film eller spill, selv om det er fullt mulig å skrive ut detaljerte figurer fra tradisjonell 3D-modelleringsprogramvare.
En stor fordel med 3D-printere er deres allsidighet – de kan produsere nesten hva som helst. Visse modeller er så komplekse at de ikke kan lages med konvensjonelle metoder som støping eller CNC-fresing. Her utmerker 3D-printere seg. Men de brukes ikke bare til å lage avanserte geometriske former. For store bedrifters FoU-avdelinger er det ofte mye billigere å printe en enkelt modell i plast enn å starte hele fabrikken for å produsere delen. Dette kalles prototyping, og lar dem lage en grov versjon for å teste det endelige produktet uten å bruke unødvendig tid og materialer.
Forberedelse av modellen for printing
En 3D-printer forstår ikke hvordan den skal tolke et komplekst 3D-nettverk og gjøre det om til en fysisk modell. Derfor må 3D-modellen dekodes til informasjon printeren kan forstå. Denne prosessen kalles «slicing», hvor hvert lag i modellen skannes, og printeren får instruksjoner om hvordan skriverhodet skal bevege seg for å lage hvert lag. Dette gjøres med et «slicer»-program, som håndterer denne oversettelsen, for eksempel CraftWare eller Astroprint.
Sliceren tar seg også av «fyllingen» av modellen, og skaper en gitterstruktur inni et solid objekt for å gi det ekstra styrke. Dette er en av 3D-printerens styrker – den kan printe svært sterke materialer med lav tetthet, ved strategisk å lage luftlommer inni modellen, noe som gjør den lettere.
Støttesøyler er også noe sliceren håndterer. Siden printeren ikke kan legge plast på tom luft, må den lage støttesøyler for å bygge bro over mellomrom. Disse kan fjernes etter print, men er nødvendige for å hindre at modellen kollapser under utskrift.
Når sliceren er ferdig, sendes dataene til 3D-printeren for å starte utskriften.
Lang ventetid
Når printeren starter, blir det tydelig hva som er den største ulempen med 3D-printing i dag: det tar fryktelig lang tid. Mens en 2D-printer kan printe en hel bok på få minutter, kan de fleste 3D-utskrifter ta flere timer eller til og med dager. I tillegg, om du har feil innstillinger, feilkonfigurert sliceren, eller bare er litt uheldig, kan hele utskriften bli ødelagt.
Det finnes raskere teknologier som dukker opp i industrien, for eksempel Carbon M1, som bruker lasere til å herde flytende plast og trekker utskriften opp av væsken. Denne teknologien er betydelig raskere, men også mye mer kompleks og dyr, og fungerer foreløpig kun med plast.
Bør du kjøpe en 3D-printer?
Om du ikke er interessert i å designe og printe egne deler, er det ikke sikkert du har behov for å erstatte din vanlige 2D-printer med en 3D-printer med det første.
De fleste 3D-printere for forbrukermarkedet printer med plast. Det finnes riktignok mer avanserte og kostbare printere som brukes i industrien, som kan printe nesten hva som helst. Det finnes til og med 3D-printere som kan produsere kunstig kjøtt. Teknologien utvikler seg raskt og vil ha stor innvirkning på mange bransjer. En dag vil du kanskje kunne printe gourmetmåltider fra en matprinter, men inntil da forblir det mest en hobby- og industrienhet.
Likevel, med fallende priser, kan det være en morsom hobby – særlig om du jobber med prosjekter som involverer små plastmodeller.
Bildekredit: Kaca Skokanova/Shutterstock