จากใจสู่ความสำคัญ: มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติทำอะไรไม่ได้บ้าง?

หากคุณไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับการผลิตแบบเติมแต่งมีความเป็นไปได้ที่คุณจะได้ยินคำศัพท์เพิ่มเติมสำหรับสิ่งเดียวกัน: การพิมพ์ 3 มิติ สิ่งที่หลายคนยังไม่ทราบก็คือมีเทคโนโลยีที่ค่อนข้างใหม่กว่าการใช้คนเดินเท้าเช่นการทำพวงกุญแจและศิลปที่ไร้ค่า เนื่องจากแนวคิดกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วในโรงงานและห้องใต้ดินผู้คนกำลังทำสิ่งต่าง ๆ เช่นแม่พิมพ์สำหรับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและเครื่องมืออุปกรณ์ทางการแพทย์และรายการอื่น ๆ ทุกประเภท ในแต่ละวันแนวคิดจะสั่นคลอนอุตสาหกรรมมากขึ้นตามที่เรารู้ ลองดูที่การพิมพ์สามมิติ - และอุปกรณ์ที่เข้าถึงได้มากขึ้นเหล่านี้ถูกใช้เพื่อทำอะไร

การพิมพ์ 3 มิติทำงานอย่างไร

แนวคิดส่วนใหญ่มักจะเรียกว่าการพิมพ์ 3 มิติได้รับการผลิตสารเติมแต่งชื่อเพราะมันเป็นกระบวนการผลิตที่ไม่ซ้ำกันที่เกี่ยวข้องกับการสร้างวัตถุที่เป็นของแข็งที่มีการเพิ่มวัสดุมากกว่าลบออก การผลิตแบบดั้งเดิมของวัตถุที่เป็นของแข็งมักจะเกี่ยวข้องกับการกำจัดวัสดุ; คิดว่าการแกะสลักไม้ผูกมัดพลาสติกหรือยื่นและเชื่อมโลหะเป็นรูปร่าง ในกระบวนการพิมพ์แบบสามมิติของการผลิตแบบเติมแต่งไฟล์ดิจิทัลที่สร้างด้วยโปรแกรม CAD บนคอมพิวเตอร์จะถ่ายทอดคำแนะนำไปยังอุปกรณ์เดสก์ท็อป - "เครื่องพิมพ์" - ซึ่งเพิ่มวัสดุแต่ละชั้นในลักษณะที่แม่นยำและแม่นยำสูง สร้างแบบจำลองสามมิติของไฟล์ดิจิตอล การพิมพ์รายการมักใช้เวลาประมาณ 20 ถึง 40 นาที แต่อาจใช้เวลานานถึง 24 ชั่วโมง ดังนั้นสำหรับบางรายการคุณอาจต้องการพิมพ์ที่เก็บป๊อปคอร์นด้วยตัวเองซึ่งเป็นสิ่งที่เครื่องพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่สามารถทำได้

วิธีการพิมพ์ไป 3-D

ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่การผลิตสารเติมแต่งเป็นเพียง "เกิดขึ้นใหม่" ในแง่ที่ว่ามันกำลังเข้ามาในที่เกิดเหตุอย่างมากในช่วงปลาย อย่างไรก็ตามแนวคิดและเทคโนโลยีมีมานานกว่า 30 ปีแล้ว มันเหมือนกับเทคโนโลยีสำหรับแท็บเล็ตและสมาร์ทโฟนซึ่งมีมานานพอสมควรก่อนที่อุปกรณ์เหล่านี้จะกลายเป็นสินค้าที่แพร่หลายในบ้านส่วนใหญ่ของอเมริกา ท้ายที่สุดก็มักจะต้องใช้เวลาสำหรับเทคโนโลยีในการพัฒนาอย่างเพียงพอที่จะขายให้กับผู้บริโภค - และกลายเป็นราคาไม่แพงพอสำหรับผู้บริโภคในวงกว้างที่จะซื้อมัน เทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ - เช่นเลเซอร์ที่เกี่ยวข้อง - ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างเต็มที่จนกระทั่งถึงยุค 2000 เมื่อโครงการโอเพ่นซอร์สและโครงการอื่น ๆ ช่วยพัฒนาเทคโนโลยีต่อไป

ใครใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ

สิ่งที่ทำให้การพิมพ์ 3 มิติน่าตื่นเต้นอย่างน้อยก็ในทางทฤษฎีแล้วการผลิตประเภทนี้สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างเกือบทุกอย่างรวมถึงอวัยวะที่ใช้งานได้ มันถูกใช้ - ส่วนใหญ่ทดลอง - ในอุตสาหกรรมยานยนต์, การบิน, การผลิต, การแพทย์และอุตสาหกรรมทำมันด้วยตัวเอง ตัวอย่างเช่นผู้ผลิตรายใหญ่ใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อเหตุผลด้านต้นทุนและเวลาที่หลากหลาย

"แผนกการตลาดคือลูกค้าพวกเขาซื้อเครื่องพิมพ์เหล่านี้ด้วยเหตุผลหลายประการลูกค้ามักไม่สามารถจินตนาการได้ว่าผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะมีลักษณะอย่างไรมันเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับพวกเขาที่จะสามารถถือต้นแบบในมือของพวกเขา" กล่าว Scott Cleveland แห่ง Impac Systems ผู้จำหน่ายเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

สิ่งนี้สมเหตุสมผลเมื่อพิจารณาถึงความง่ายและประหยัดในการออกแบบต้นแบบในพลาสติกแทนที่จะเป็นวัสดุที่มีราคาแพงกว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอาจทำขึ้นจริง บาง บริษัท ยังนำเทคโนโลยีการผลิตนี้มาใช้ด้วยเหตุผลทางกายภาพที่แท้จริง

"ผลิตภัณฑ์ที่นำเสนอโดย บริษัท น้ำมันและก๊าซมีแนวโน้มที่จะมีขนาดใหญ่มากหากพวกเขาจะนำผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปไปงานแสดงสินค้ามันหนักเกินไป" คลีฟแลนด์กล่าว "วันนี้มีงานพิมพ์จำนวนมากลดขนาดต้นแบบที่สามารถแสดงบนโต๊ะได้ง่าย"

แต่โลกของการพิมพ์ 3 มิติในบ้านนั้นเติบโตเร็วกว่าปราสาทเลโก้ของเด็กซึ่งโดยวิธีนี้เป็นสิ่งที่หลาย ๆ คนตอนนี้พิมพ์ออกมาเพื่อเด็ก ๆ การระดมทุน Web 2.0 แบบเก่าที่ดีนั้นมีส่วนสำคัญต่อการเติบโตของการพิมพ์ 3 มิติ มีเว็บไซต์มากมายที่ผู้คนขายผลิตภัณฑ์ที่ผลิตเองพิมพ์เขียวของผลิตภัณฑ์เหล่านั้นหรือพวกเขาแบ่งปันพิมพ์เขียวในแบบโอเพนซอร์ส Shapeways.com และ Thingiverse.com เป็นสองเว็บไซต์ยอดนิยมดังกล่าว (เกี่ยวกับ crowdsourcing ใน Crowdsourcing: มันคืออะไรทำงานอย่างไรและทำไมไม่ไป)

โอ้ผู้คนพิมพ์สิ่งที่บ้า

แนวคิดทั้งหมดของการพิมพ์สามมิตินั้นไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นส่วนหนึ่งของแนวโน้มที่กว้างขึ้นในการเคลื่อนไหวแบบทำมันด้วยตัวเองที่กำลังเติบโตซึ่งเกิดขึ้นในชั้นใต้ดินและเวิร์คช็อปมานานหลายทศวรรษ ในขณะที่มืออาชีพใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสำหรับการออกแบบอุตสาหกรรมสถาปัตยกรรมวิศวกรรมและอื่น ๆ อุปสรรคสำหรับผู้ผลิตผลิตภัณฑ์โฮมเมดเป็นมือสมัครเล่นอาจต่ำเพียง 400 เหรียญสหรัฐสำหรับเครื่องพิมพ์บางรุ่น นั่นคือราคาของจักรยานเสือภูเขาที่ดี นอกจากนี้หากคุณไปกับเครื่องพิมพ์คุณก็สามารถพิมพ์ชิ้นส่วนเพื่อสร้างจักรยานเสือภูเขาของคุณเอง

แม้ว่าตลาดระดับกลางสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะอยู่ที่ประมาณ $ 2, 000 แต่ก็ยังทำให้อุปกรณ์เหล่านี้เข้าถึงนักออกแบบมือสมัครเล่นได้ดีเช่น MarkerBot Replicator 2 ที่ได้รับความนิยมดังที่แสดงด้านล่าง

นอกจากนี้ผู้คนในด้านข้อมูลและวิศวกรรมจะไม่ขาดวิธีการและคำศัพท์ที่ใช้ในการเรียนรู้ในการออกแบบการเรียนรู้การออกแบบสามมิติ คำเช่น "การลดจำนวนรูปหลายเหลี่ยม" และ "พลาสติก ABS" และ "พลาสติก PLA" เป็นบรรทัดฐาน

Makerbot Replicator 2, Makerbot.com

ความคิดสร้างสรรค์ของการออกแบบสำหรับเครื่องพิมพ์สามมิติดูเหมือนจะไร้ขอบเขตไม่ว่าจะเป็นชิ้นส่วนเกมโฮมเมดและเคส iPhone ไปจนถึงดีถั่วและสลักเกลียว (ตัวอักษร) นี่เป็นตัวอย่างที่น่าทึ่ง

สร้างแว่นตาของคุณเองด้วยการออกแบบสำหรับ Marcello Specs, Vertdesign.com.au

เล่นรอบกับลูกบาศก์ $ 1, 600, 17x17x17 ของ Rubik จากนรก Shapeways.com

ในขณะที่ฉันเรียกดูทางเดินเสมือนจริงของไซต์แบ่งปันพิมพ์เขียว 3 มิติเหล่านี้ฉันอดไม่ได้ที่จะยิ้มให้กับสิ่งแปลก ๆ ที่ผู้คนไม่ได้ทำเพื่อมวลชน แต่เพื่อตัวเอง แบบนี้ Super Mario Mobius Strip:

Super Mario Mobius Strip, Shapeways.com

และนี่คืออีกสิ่งหนึ่งที่ผู้คนเริ่มทำที่บ้าน: ของเล่นทางเพศ Tom Nardone ผู้ก่อตั้ง MakerLove.com เว็บไซต์ฟรีที่นำเสนอการออกแบบสำหรับของเล่นทางเพศแบบโฮมเมดอธิบายประโยชน์ความเป็นส่วนตัวของการผลิตสินค้าที่บ้านซึ่งหลายคนคิดว่าน่าซื้อ

การโต้เถียงการพิมพ์ 3 มิติ

แต่ด้วยความรู้สึกดี ๆ ทุกอย่างที่ผู้คนกำลังพิมพ์ที่บ้านก็มีข้อโต้แย้งเกี่ยวกับการพิมพ์ 3 มิติเพราะทุกคนไม่ได้พิมพ์ของเล่นทางเพศที่ไม่เป็นอันตรายและแว่นตาสะโพก สำหรับสิ่งหนึ่งที่ผู้ทำงานอดิเรกจำนวนมากกำลังทำพิมพ์เขียว - และพิมพ์งานจริง - ของผลิตภัณฑ์ที่จดสิทธิบัตรซึ่งละเมิดสิทธิ์ของเจ้าของสิทธิบัตร การค้นหาอย่างรวดเร็วในเว็บไซต์ฝนตกหนักหลายแห่งที่รู้จักกันดีสำหรับใต้ดินและบางครั้งการซื้อขายไฟล์ที่ดูน่ากลัวเผยให้เห็นจำนวนการออกแบบที่แชร์เพิ่มขึ้นสำหรับรายการที่ได้รับสิทธิบัตร การละเมิดจะไม่เกิดขึ้นเร็ว ๆ นี้ในทุกเวลาโดยเฉพาะตอนนี้การสแกนวัตถุด้วยแอพการสแกน CT ทำให้ง่ายต่อการแปลวัตถุ 3 มิติเป็นไฟล์ดิจิตอล

แต่สิ่งที่เป็นที่ถกเถียงกันมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสหรัฐฯต้องดิ้นรนกับกฎหมายควบคุมอาวุธปืนคือความสามารถในการพิมพ์อาวุธปืนพลาสติกที่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ ตามบัญชีส่วนใหญ่คุณภาพของอาวุธปืนเหล่านี้เป็นที่น่าสงสัย แต่พวกเขานำเสนอปัญหาหากสมาชิกสภานิติบัญญัติตัดสินใจที่จะใช้กฎหมายเพื่อเพิ่มการควบคุมอาวุธปืนในแง่ที่ว่ามีน้อยมากที่สามารถทำได้เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของอาวุธพิมพ์ที่บ้าน

อนาคตของ 3-D

เมื่อผู้คนพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่สำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติทุกที่มันจะไม่ใช่แค่ผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ของสิ่งต่าง ๆ แต่แนวคิดที่ได้มาจากการปฏิบัติเช่นการระดมทุนการเปลี่ยนไปสู่การผลิตแบบทำเอง และความคิดสร้างสรรค์ที่แท้จริงของแอพพลิเคชั่นที่มือสมัครเล่นและผู้ผลิตสร้างขึ้นมา ความจริงที่ว่าเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิตินั้นเปิดกว้างและเข้าถึงได้เป็นทั้งประโยชน์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดและหนึ่งในความท้าทายที่สำคัญที่จะเกิดขึ้นเมื่อต้องเผชิญกับกฎหมายสิทธิบัตรและข้อ จำกัด อื่น ๆ - ไม่ต้องพูดถึงศักยภาพที่สำคัญของอุตสาหกรรมการผลิต . แต่ในขณะที่เพียงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการพิมพ์ผลิตภัณฑ์ของคุณเองแทนที่จะซื้อในร้านค้าเป็นเรื่องที่นึกไม่ถึงโดยสิ้นเชิง แต่มันก็กลายเป็นตัวเลือกที่สมจริงยิ่งขึ้น เช่นเดียวกับเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าผลลัพท์ที่ได้นั้นยอดเยี่ยม … และอาจจะซับซ้อนเล็กน้อย