{"id":36868,"date":"2022-09-22T08:07:30","date_gmt":"2022-09-22T08:07:30","guid":{"rendered":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/?p=36868"},"modified":"2022-09-22T09:28:17","modified_gmt":"2022-09-22T09:28:17","slug":"laer-mer-om-industrielle-bruksomrader-for-3d-printing","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/no\/stem-og-utdanning\/laer-mer-om-industrielle-bruksomrader-for-3d-printing\/","title":{"rendered":"L\u00e6r mer om industrielle bruksomr\u00e5der for 3D-printing"},"content":{"rendered":"\n

Teknologien rundt 3D-printing, s\u00e5kalte additiv produksjon, har kommet langt siden 80-tallet. Selv om rask prototyping var det opprinnelige m\u00e5let har teknologien vokst i mange sektorer. Bilindustri, arkitektur, ingeni\u00f8rkunst, konstruksjon, industrielt design, utdanning, tannpleie, medisinsk sektor, forsvar, luftfart, klesproduksjon, briller, kunst, smykker, mat og andre sektorer bruker alle 3D-printing b\u00e5de for prototyping og distribuert produksjon.<\/p>\n\n\n\n

I denne artikkelen g\u00e5r vi gjennom fordelene ved 3D-printing og beskriver hvor det brukes mest, samt viser hvor dette er mest relevant for forskere, utdanning og ingeni\u00f8rstudenter.<\/p>\n\n\n\n

\n\t<\/div>\n\n\n\n

3D-printing og tilknyttet terminologi<\/h2>\n\n\n\n

3D-printing er n\u00e5r et tredimensjonalt, solid objekt i bokstavelig talt enhver form produseres fra en digital modell. Det inneb\u00e6rer \u00e5 bruke tynne lag av v\u00e6ske, pulverisert plast eller metall, som s\u00e5 f\u00f8res sammen for \u00e5 skape et objekt.<\/p>\n\n\n\n

Et annet begrep man ofte snakker om i denne sammenheng er prototyping. Vi nevnte dette i introduksjonen, ogs\u00e5 kalt rask prototyping, og det er en prosess hvor man skaper ulike deler av flere lag. Dette er en enkel, rask og rimelig m\u00e5te \u00e5 lage produkter p\u00e5.<\/p>\n\n\n\n

I 2015 utviklet man ISO\/ASTM 52900-standeren<\/a> for \u00e5 definere terminologien som brukes i 3D-printing. Dette inneb\u00e6rer at man tar i bruk utviklingsprinsippet for \u00e5 lage ekte tredimensjonal geometri ved \u00e5 tilf\u00f8re materialer gradvis. Mer informasjon om fundamentene og vokabularet finnes her<\/a>. <\/p>\n\n\n\n

7 teknologier innen 3D-printing<\/h2>\n\n\n\n

Hvis du akkurat har begynt med 3D-printing er det viktig \u00e5 finne ut hvilke prosesser og materialer som er tilgjengelig. Det er ulike metoder for \u00e5 bygge 3D-strukturer og objekter, og noen er mer popul\u00e6re enn andre.<\/p>\n\n\n\n

  1. Stereolitagrafi (SLA)<\/li>
  2. Fused Deposition Modeling (FDM)<\/li>
  3. Selektiv lasersintering (SLS)<\/li>
  4. Digital lysbehandling (DLP)<\/li>
  5. Selektiv lasersmelting (SLM)<\/li>
  6. Elektronstr\u00e5lesmetling (EBM)<\/li>
  7. Laminert objektproduksjon (LOM)<\/li><\/ol>\n\n\n\n

    Stereolitagrafi<\/h3>\n\n\n\n

    SLA er en av de eldste prosessene i 3D-printing, og ble oppfunnet av Chuck Hull i 1986. Det er en perfekt metode for mekaniske ingeni\u00f8rer som vil finne ut om ulike deler passer inn i designet deres. Dette er ikke en prosess som kun er til bruk for teknikere; har du lyst \u00e5 skrive ut et prototype i plast kan denne metoden ogs\u00e5 brukes.<\/p>\n\n\n\n

    Hvordan fungerer en SLA-printer? Disse printerne fungerer ikke p\u00e5 samme m\u00e5te som printerne man har hjemme som skriver ut p\u00e5 papir. De bruker flytende plast som dannes til et solid objekt etter herding og forming. En del av printeren nedsenkes i en tank som plasten herdes, og laseren skaper et nytt lag helt til printerjobben er fullf\u00f8rt. Hver lag skapes ved \u00e5 bruke en kraftig laser som veiledes av et filtreringsspeil. Disse er ogs\u00e5 kjent som galvanom\u00e5lere eller galvo.<\/p>\n\n\n\n

    Fused Deposition Modeling (FDM)<\/h3>\n\n\n\n

    FMD er i dag den mest popul\u00e6re metoden for 3D-printing. Med denne teknologien kan du printe operasjonelle prototyper og forbruksvarer, som plastgir, hvitevannskanoer, legobrikker, osv.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    Dette er en prosedyre som produserer tredimensjonale objekter ved bruk av avansert additiv teknikk, s\u00e5kalt fused deposition modelling.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    FMD-printeren smelter termoplastfilamenter som ABS og PLA, og tilf\u00f8rer dem lagvis for \u00e5 bygge en plattform gjennom oppvarmede dyser. Dette foreg\u00e5r helt til oppgaven er fullf\u00f8rt. Bortsett fra termoplast, kan det ekstrudere st\u00f8ttende materialer. Dette er en prosess som ligner p\u00e5 SLA.<\/p>\n\n\n\n

    Selektiv lasersintering (SLS)<\/h3>\n\n\n\n

    SLS er en teknologi som sinterer pulveriserte polymerpartikler p\u00e5 en 3D-modell for \u00e5 produsere en solid struktur ved bruk av en kraftig laser. Fordi dette er en rimeligere prosess med mer designfrihet (med SLS trenger man ikke ekstra utstyr fordi det usintrerte pulveret samler seg rundt komponentene under printingen), brukes det vanligvis av produsenter og ingeni\u00f8rer.<\/p>\n\n\n\n

    SLS-printere skaper komplekse gemoetriske former som er vanskelige eller dyre \u00e5 produsere ved bruk av tradisjonelle metoder, som bevegende deler, l\u00e5sende deler og indre kanaldeler. SLS er egnet for ulike bruksomr\u00e5der som skreddersydd, bro- eller produksjon i liten skala.<\/p>\n\n\n\n

    Digital lysbehandling (DLP)<\/h3>\n\n\n\n

    Larry Hornbeck, ansatt i Texas Instruments, utviklet DLP i 1987. Det er en annen prosess som ligner p\u00e5 SLA, men den er mye raskere. Men begge fungerer med fotopolymer. Digital lysbehandling, som bruker digitale mikrospeil p\u00e5 en halvlederbrikke, er vanlig i 3D-printing, i mobiltelefoner og filmprojektorer. DLP-printing kan brukes for \u00e5 printe sv\u00e6rt detaljerte harpiksobjekter, som leker, st\u00f8peformer for smykker, i tannpleie, utsmykkinger, figurer og forsterkere.<\/p>\n\n\n\n

    Selektiv lasersmelting (SLM)<\/h3>\n\n\n\n

    SML, ogs\u00e5 kjent som direkte lasersintering, er en nyere teknikk utviklet av den tyske forskeren Wilhelm Meiners i 1995. Det er en teknologi som bruker tetthetslaser med h\u00f8y effekt for \u00e5 smelte sikringspulver i metall for \u00e5 produsere nesten perfekte deler.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    Objekt printet p\u00e5 en 3D-printer i metall.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Elektronstr\u00e5lesmetling (EBM)<\/h3>\n\n\n\n

    EMB er en metode som brukes n\u00e5r man printer objekter i metall. Dette er en rask produksjonsteknikk. \u00c5 produsere deler krever at man bruker en EBM i vakuum for \u00e5 smelte metallpulver lag for lag. Det pulveriserte metallet er smeltet med en teknikk som bruker elektroner. Elektrost\u00e5lingssmelting ligner p\u00e5 SML, fordi de begge printer fra pulver, men EBM bruker en elektrostr\u00e5le istedenfor en laser.<\/p>\n\n\n\n

    Disse printerne har et pulverrom, en pulvermater, et pulverbelegg, en energikilde med elektrostr\u00e5le og en oppvarmet konstruksjonsplattform. Det er viktig \u00e5 huske at utskriftsprosedyren m\u00e5 skje i et vakuum fordi elektrostr\u00e5len ikke fungerer hvis elektroner kolliderer med gassmolekyler.<\/p>\n\n\n\n

    Laminert objektproduksjon (LOM)<\/h3>\n\n\n\n

    LOM er en rimelig m\u00e5te \u00e5 printe objekter p\u00e5 ulike materialier, som papir, polymer og metall, men de trenger alle en ulik metode for \u00e5 feste materialene sammen. Denne type teknologi ble utviklet av Helisys Inc. (n\u00e5 Cubic Technologies). Denne metoden er ikke like popul\u00e6r, men den har potensiale fordi den er effektiv, rimelig og rask. Hvordan fungerer det? I LOM-teknologi rulles materialene p\u00e5 en konstruksjonsplattform. Typisk har de et klebrig belegg som smelter n\u00e5r materrulleren varmes opp. Det f\u00f8lgende laget festes s\u00e5 til det forrige.<\/p>\n\n\n\n

    Industrielle bruksomr\u00e5der for produksjonell 3D-printing<\/h2>\n\n\n\n

    3D-printing er n\u00e5 mye mer mer vanlig blant bedrifter. Mange sektorer har tatt denne teknologien i bruk og utvikler nye bedriftsmodeller og muligheter.<\/p>\n\n\n\n

    If\u00f8lgeGrand View Research<\/a>, vil 3D-markedet \u00f8ke med en \u00e5rlig vekst p\u00e5 20.8%, fra nesten 14 milliarder dollar i 2021. I 2021 leverte man 2.2 millioner enheter \u00e5rlig, og man forventer \u00e5 forsyne over 21 millioner enheter innen 2030.<\/p>\n\n\n\n

    Luftfart og forsvar<\/h3>\n\n\n\n

    Bedrifter innen luftfart og forsvar var en av de f\u00f8rste som tok i bruk 3D-printing. Merker som GE, Airbus, Bpoeing og Safran bruker denne teknologien, ettersom en av de viktigste fordelene er vektreduksjon, noe som har positiv effekt p\u00e5 belastning, drivstoffeffektivisering og karbonutslipp. <\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    3D-modell av en jetmotor printet p\u00e5 metallplast.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Designere kan skape robuste materialer og samlede komponenter, noe som er spesielt viktig i luftfart. Man kan n\u00e5 utvikle nyttige deler som veggpaneler, luftkanaler og strukturerte metallkomponenter.<\/p>\n\n\n\n

    Forsvaret bruker droner, og hver eneste komponent i dronens komposisjon, bortsett fra de elektroniske delene, kan printes. 3D-modellene gj\u00f8r det enklere \u00e5 produsere tilbeh\u00f8r som deksel, kabinett, fester og boostere, alt for tilstrekkelig oppbevaring. Metallisk 3D-printing brukes ogs\u00e5 for \u00e5 reparerer utstyr innen luftfart og forsvar.<\/p>\n\n\n\n

    <\/p>\n\n\n\n

    Bilsektoren<\/h3>\n\n\n\n

    I bilproduksjon er man alltid p\u00e5 jakt etter lette, slitesterke komponenter som t\u00e5ler t\u00f8ffe milj\u00f8 for \u00e5 forbedre kj\u00f8rekomfort. For eksempel, Porshe designet en innovativ teknologi for b\u00f8tteseter <\/a>, slik at kunder kan velge mellom tre fasthetsniv\u00e5er under kj\u00f8ringen. Bortsett fra den ergonomiske passformen er setet er lettere, har et unikt design, forbedret komfort og passiv klimakontroll, alt takket v\u00e6re 3D-printing.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    Holografisk 3D-projekson av en elbil.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    3D-printing gj\u00f8r at man har et bredt utvalg av robuste materialer, metoder og egenskaper til \u00e5 skape sv\u00e6rt kompliserte former, selv under h\u00f8ye temperaturer. Bedrifter bruker det, blant annet, for \u00e5 teste designvalg og produsere skreddersydde deler. Men n\u00e5 har det ogs\u00e5 \u00e5pnet d\u00f8rene for \u00e5 restaurere klassiske biler og reprodusere deler som ikke lenger fins p\u00e5 markedet.<\/p>\n\n\n\n

    Helsevesen<\/h3>\n\n\n\n

    Man finner ogs\u00e5 3D-printing i helsesektoren og i tannpleie, som bioprinting av vev og organer, anatomiske modeller for bruk i kirurigisk forberedelse og i bygging av krone- eller bro-modeller innen tannpleie. Innen tannpleie er mulighetene uendelige. Medisinske produsenter bruker et bredt utvalg av stive, fleksible, dekkende og gjennomsiktige materialer for \u00e5 skape design som er mer skreddersydde enn noen gang tidligere. Hovedpoenget er at man kan skape n\u00f8yaktige objekter som er skreddersydd pasientens behov.<\/p>\n\n\n\n

    Selv om noen menneskelige deler i dag ikke kan printes, kan man likevel printe kunstige vev. If\u00f8lge Nature Biotechnology<\/a>, har man utviklet en metode, s\u00e5kalt 3D-bioprinting, slik at man kan printe levende vev med biokompatible materialer, celler og ekstra komponenter. Dette betyr at strukturer som ben, hud og organer kan produseres gjennom bioprinting.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    En modell av en tann i en medisinsk 3D-printer<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Forbruksvarer<\/h3>\n\n\n\n

    I denne sektoren har man ogs\u00e5 insett hvor viktig 3D-printing er i dagens samfunn. Man har utviklet flere bruksomr\u00e5der for \u00e5 m\u00f8te kundens behov. Vanligst blant disse er sko og briller, for bruk i sport og fritid. Andre er objekter som smykker, leker og l\u00f8sninger for omtrent alt som kan \u00f8delegges. Det brukes ogs\u00e5 for \u00e5 bygge hus og biler p\u00e5 en \u00f8konomisk og b\u00e6rekraftig m\u00e5te; hvis man designer et hus med en 3D-printer vet man eksakt hvor mange materialer man trenger for \u00e5 bygge et hus.<\/p>\n\n\n\n

    Andre bruksomr\u00e5der<\/h3>\n\n\n\n

    3D-printing er s\u00e5 popul\u00e6rt i dag, noe som gj\u00f8r at det er vanskelig \u00e5 g\u00e5 gjennom alle fordelene ved denne teknologien. Vi har g\u00e5tt gjennom et f\u00e5tall, men det er verdt \u00e5 nevne at det ogs\u00e5 brukes i avansert teknologi, som LiDar, GIS eller AI.<\/p>\n\n\n\n

    For eksempel, 3D-printing og geografiske informasjonssystem (GIS) kan forbedre visuelle egenskaper for instruksjonelle form\u00e5l. Dette er et verkt\u00f8y eller et system som viser og analsyerer data relatert til posisjoner p\u00e5 jordens overflate. Det er en base av kartnavigasjon (3D-kartlegging) slik at brukere kan fastsette sin posisjon. Dette vil v\u00e6re spesielt viktig for studenter slik at man kan involvere dem i grunnleggende GIS og geografiske ideer, som kartlegging, prosjektering og topologi. Med 3D-kartlegging kan man bruke maskinl\u00e6ringsalgoritmer for \u00e5 profilere objekter og produsere en 3D-modell for kartlegging i det ekte milj\u00f8et.<\/p>\n\n\n\n

    Man bruker ogs\u00e5 3D-skanning i smarttelefoner. LIDAR, en fjernstyrt sensormetode for \u00e5 unders\u00f8ke en posisjon p\u00e5 jordens overflate, gj\u00f8r det mulig for mobile enheter \u00e5 kj\u00f8re AR-apper med h\u00f8yere n\u00f8yaktighet. Fordi man bruke LIDAR i smarttelefoner, kan en kunde bruke en designapp som bruker AR for \u00e5 visualisere og posisjonere m\u00f8bler i kamerafeltet slik at man kan se hvordan m\u00f8bler vil se ut i hjemmet (se bildet nedenfor).<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    En person bruker en designapp med AR for \u00e5 se hvordan m\u00f8blene vil se ut i hjemmet.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Fordeler ved 3D-printing<\/h2>\n\n\n\n

    3D-printing gj\u00f8r at man kan teste og visualisere et konsept f\u00f8r den fullstendige implementeringen. Alt dette skjer f\u00f8r man bringer produktet til live og begynner produksjonen for fullt. Derfor er hovedfordelen at brukere kan utvikle de fleste varer p\u00e5 datamasknier og produsere disse hjemme. Listen over alle fordelene er lang.<\/p>\n\n\n\n

    Hovedfordelene ved 3D-printing:<\/p>\n\n\n\n