10 Utrolige ting du kan gjøre med 3D-skrivere

Nær slutten av filmen "Skyfall" er det en scene der James Bond og M kjører ut av byen i en klassisk 1960 Aston Martin DB5, den særegne sølv Bond Car som ble brukt først i Goldfinger i 1965. Senere - og dette er en liten spoiler-bilen er skutt full av hull med assault rifler og blåst opp med et helikopter.

Hvis du har sett noen film i de siste dusin årene, vet du at denne scenen trolig ikke var vanskelig for filmskaperne å filme. Alt de trengte å gjøre var å digitalt sette inn en eksplosjon - eller med det slags budsjett, kanskje ta en av de tre hundre eller så gjenværende DB5-er og sprenge den virkelige tingen.

I stedet skrev filmskaperne detaljerte 1: 3-skala modeller av Aston Martin på 3D-skrivere, og blåste dem til absolutt biter, og sparte de ekte bilene til museene. Husk Iron Man's dress? Samme prosess.

Her er ti måter folk bruker 3D-skrivere for noe funksjonelt - og noen ganger forandrer verden i prosessen.

10

Klær

I de tidlige dagene med 3D-utskrift var objektet du fikk fra skriveren en eller annen form for plastikk - en designprototype, som for eksempel brukt som visuell veiledning før du bygde selve produktet. Nå som teknologien er mer nøyaktig, kan vi skrive ut mindre, mer detaljert detaljerte objekter. 3D-utskriftsteamet på Shapeways løp med den ideen og ga oss trykt nylon klær, som er skrevet ut til den nøyaktige kroppsdimensjonen til den personen som bestiller den - de mest personlige klærne i verden.

Deres første 3D-trykte klærlinje kalles N12 Bikini (N12 står for Nylon 12, materialet det er laget av). Bikinien er formet med en ligning kalt sirkelpakning; Det er med andre ord gjort helt med små tilkoblede sirkler som en algoritme justerer ut fra formens krølling - jo større kurven er, desto mindre er kretsene. Hele designen er basert på kroppsskanning, slik at sluttproduktet passer perfekt til brukeren.

9

gitarer

Siden det tolvte århundre har gitarer - eller i det minste deres forgjengere - blitt laget av tre. Mer nylig har plast også vært brukt, men byggeprosessen er det samme i begge tilfeller. Det er subtraktivt, noe som betyr at noe er tatt bort for å få riktig form. Du starter med en stor blokk av tre, og etter å ha hugget det, slutter du med en del for gitaren. Og faktisk er produksjon generelt sett utført på denne måten.

3D-utskrift er derimot additiv-det er oppbygget lag for lag i riktig form med materiale som senere blir til et solidt materiale (som et limpasta fra en varm limpistol).

Med den prosessen kan du lage nesten alt - selv den nesten perfekte akustiske formen på en gitar. Denne gitaren er et godt eksempel; den ble skrevet av Scott Summi, og er den første i sitt slag. Hver del av den ble trykt bortsett fra nakken og strengene (selv metalldelene ble trykt), og det tok omtrent to timer å fullføre. Og siden et 3D-trykt objekt kommer fra en datamodell, er det ingen grense for de forskjellige måtene en gitar kan utformes - åpner døren for enorm kreativitet.

8

hus

I fjor ga Behrokh Khoshnevis, en ingeniørprofessor ved Universitetet i Sør-California, en TED-snakk, der han beskrev hvordan et fullstort hus (25 000 kvadratmeter eller 2.320 kvm) kan 3D-trykt på mindre enn tjue timer, VVS og elektriske ledninger inkludert. Den tidsrammen er nesten utrolig. Hele nabolagene kan bygges om en måned, og alt du trenger å gjøre er å endre datamaskinens designblåkopi for et hus som ser helt annerledes ut - ikke mer homogene forsteder.

Enda viktigere, dette systemet kan brukes til å erstatte slum områder eller gi rask bolig for ofre for naturkatastrofer. For å sette det i perspektiv, hvis denne teknologien var i bruk da Haiti ble rammet av et jordskjelv i 2010, ville nesten alle som ble gjort hjemløse allerede ha et annet hjem.

7

Kameraobjektiver

Fotografering er trolig det siste stedet du forventer at 3D-utskrift skal vises. Et kamera med høy kvalitet kan koste flere tusen dollar, og linsene som følger med, er like dyre. Og det er en grunn til det: Fotografering i kjernen er en fangst av lys, og for det beste resultatet trenger du det beste utstyret. Objektiver er spesielt viktige fordi de er ansvarlige for å bryte lyset i riktig vinkel for å skape et fokuspunkt, noe som resulterer i et krystallklart bilde.

Selv om 3D-trykte kameralinser ikke er hvor som helst i nærheten av kvaliteten på tradisjonelt fremstille linser, utvikler de seg med hopp og grenser. Dette skyldes blant annet nettsteder som Thingiverse, hvor brukere kan laste opp deres designblåkopi, slik at andre kan laste ned det gratis og forbedre det. Denne kameraobjektivet er laget av akryl på en hjemme skriver, og det krever anstendig bilder. Pricier 3D-skrivere er allerede i stand til å skrive ut glassobjekter, så det burde egentlig ikke vare lenge før det er mulig å lage et glassobjektiv i hjemmet ditt som konkurrerer med kommersielle linser - alt for en brøkdel av kostnaden.

6

Mat

NASA har brukt 3D-skrivere til å skrive ut deler til romfartøyet de siste årene - et faktum som er kult nok alene. Men i disse dager tar NASA det konseptet i en helt ny retning; De er for øyeblikket i fase en i en trefaseplan for å utvikle en metode for utskrift av mat på lange ruter.

Plasseprogrammet er ikke banebrytende for teknologien, men det er jobben til Andras Forgacs, CEO for Modern Meadows, som ble den første personen til å spise et stykke trykt kjøtt tidligere i år. Utskriftsprosessen er i det vesentlige den samme som noe annet: du erstatter bare plasten for levende celler, og bygger det inn i muskelvev, lag for lag.

Med den enkle substitusjonen fjerner du også enkeltvis tusenvis av miljøproblemer som stammer fra det moderne landbruket.

5

Kunst

Folk er ganske spektakulære. Det er de som satt ut for å redde verden, og det er de som inspirerer verden. Kunst har spilt sin egen rolle i å fremme det menneskelige intellekt gjennom århundrer, og 3D-utskrift tilbyr enda et medium for kunstnere til å uttrykke seg selv - og noen av resultatene er helt tenkende.

Skulpturen vist ovenfor ble laget av Sophie Kahn, en fotograf og skulptør som i utgangspunktet ble tiltrukket av 3D-utskrift som en "postfotografisk prosess" - en måte å skaffe enda et lag av kreativitet ut av et bilde. Sophie Kahn gjør et splash i kunstverdenen, men det er allerede hundrevis av andre som har vendt seg til 3D-utskrift som et kreativt uttak. Det gjør ikke vondt for at for en sliterende kunstner er materialene mye billigere enn tradisjonell kunstforsyning.

4

protetikk

I 2011 mistet Richard Van As fire fingre i en snekkerulykke. Facet med en heftig sum på rundt $ 10.000 for en mekanisk protese, bestemte Richard seg for å bygge sin egen i stedet. Og han gjorde dette hjemme - med en 3D-skriver.

Hans prototype, kalt Robohand, har fem fingre som lukker når han bøyer håndleddet. Etter at han hadde bygget hånden, la han opp planen til internett slik at alle kunne gjøre det samme. Men da gikk han et skritt videre: Richard og hans partner bygger nå protesehender for sørafrikanske barn med savnede fingre, som denne femårige gutten som ble født med amniotisk båndsyndrom, en lidelse som førte til at han ble født fingerløs .

Det spennende er at Richards arbeid bare er toppen av isfjellet. I 2009 hadde en mann kalt Eric Moger en svulst fjernet fra ansiktet hans, og forlot et hull på størrelse med en tennisball i hans venstre kinn. Legene skrev en protese som speiler høyre side av Erics ansikt. Protesen har fleksibilitet i normal hud og ser nesten oppsiktsvekkende realistisk ut. Og tidligere i år hadde en mann i USA en protese implantert i hodeskallen som dekket nesten en fjerdedel av kranens hele overflate.

3

Kroppsdeler

Vi kommer ikke til å vokse igjen tapt armer og ben med lizard-lignende effektivitet når som helst snart, men vi er på vei i den retningen. For eksempel skrev ingeniører ved Cornell University et arbeidende øre ved hjelp av celler trukket fra pasientens ribbe. Cellene ble blandet i et gelmateriale som 3D-skriveren kunne bruke til å bygge en modell - og etter tre måneder begynte øret faktisk å vokse sitt eget brusk.

Igjen blir det bedre. For noen måneder siden nevnte vi kort 3D-skrivere på en liste, og profeterte at vi en gang i fremtiden kunne skrive ut menneskelige organer. Vel, det skjedde faktisk omtrent en måned etter at listen ble publisert. San Diego forskningsfirma Organovo kunngjorde i april at de med suksess hadde skrevet ut humant levervev i stand til å utføre alle de funksjonene som kreves av en lever. De har ikke en full lever ennå, men horisonten kommer nærmere. Dette er definitivt det første skrittet mot utskifting av utskiftningsorganer på etterspørsel - potensielt å spare tusenvis av liv hvert år.

2

roboter

Vi ser ut til å ha en nesten religiøs fascinasjon med ideen om å puste livets liv i en annen skapning. Men kanskje det er fordi roboter er kjempebra.

I alle fall er det allerede ganske mange forskergrupper som har begynt prototypingroboter med 3D-skrivere. I Tyskland har Fraunhofer-Gesellschaft utviklet en åttebenet edderkopprobot, trykt så enkelt at en forsker sammenlignet den med en "engangs gummihanske" - i den forstand at etter at du har brukt den en gang, er det lettere å bare skrive ut en ny en.

Et felles prosjekt fra MIT og Harvard har også utviklet en 3D-trykt robot - som utrolig kan samle seg selv. Boten er laget med "formminnepolymerer", som gjør det mulig å brette seg inn i riktig form når den er skrevet ut.

Endelig er det denne roboten, en stemmeaktivert android som vil reagere på verbale kommandoer på en hensiktsmessig skummel måte. Planene er tilgjengelige gratis online, slik at alle kan bygge en og spille sin rolle i å bygge en robotarm.

1

3D-skrivere

Vanligvis har noen allerede designet en 3D-skriver som kan skrive ut andre 3D-skrivere. Kalt RepRap, bruker skriveren åpen planløsning, og alle stykkene kan skrives ut via en annen skriver (unntatt noen av metallmutrene og boltene). I 2008 ble maskinen testet ved University of Bath i U.K., hvor den vellykket lagde en "barn" kopi av seg selv. Bare over tre minutter senere, hadde det barnet ferdig med å skrive den første delen til neste barn ned den robogenologiske linjen.

Siden alle planene for skriveren er fritt tilgjengelige på nettet, har et samfunn av forskjellige former dannet seg rundt det, utviklet designet for å gjøre det mer effektivt. For eksempel kan en person laste ned alle tegningene, tilpasse dem og deretter laste opp de endrede tegningene. Det er trolig det første sanne eksempelet på hardware crowd-sourcing i historien, og det er ingen å fortelle hvor det vil gå i fremtiden.

Andrew Handley

Andrew er freelance skribent og eier av den sexy, sexy HandleyNation Content Service. Når han ikke skriver, går han vanligvis på fotturer eller fjellklatring, eller bare nyter den friske North Carolina-luften.