Å skrive i tre dimensjoner

Vi har tidligere her på NRKbeta omtalt 3D-printing som en såkalt “emerging technology,” eller en teknologi som er på full fart opp og fram. Vi har skrevet om muligheten for å printe sin egen pistol, hvordan stop-motion-bransjen utnytter teknologien, og hvordan man kan tegne i løse luften. 3D-printing har lenge eksistert og er nå for alvor i ferd med å bli voksen.

Men hva er egentlig 3D-printing? Hvordan fungerer det? Hvordan kan man skrive i tre dimensjoner?

De enkle prinsippene

En 3D-printer er i grunnen ikke veldig ulike en tradisjon 2D-printer som bruker blekk eller laser for å skrive. En tradisjonell printer har et skrivehode som kan bevege seg langs en X-akse. Den kan dermed skrive linjer på papiret. For å få flere liner skrevet ut, mates papiret gjennom skriveren i det som blir Y-aksen.

3D-printeren fungerer i grunnen helt likt, men legger i tillegg på en tredje akse, Z-aksen, i høyden. Ulike 3D printere har ulike løsninger på hvilke akser det er som beveger seg. Noen printere lar selve skriveholdet stå i ro, mens det er den såkalte “senga” (“the bed”) som beveger seg. Andre printere lar både senga og skrivehodet bevege seg.

En 3D-printer består altså av noen enkle hoveddeler. De viktigste er som nevnt skrivehodet og sengen, eller “the bed” som det refereres til på engelsk. Skrivehodet er det som smelter plastikk (eller annet materiale) og skriver dette ut på sengen, hvor 3D-modellen så lag for lag skapes.

Modellen vi har valgt å bygge her i NRKbeta, RepRap Huxley, er konstruert slik at printerhodet kan bevege seg i X og Z-aksen, mens senga flytter seg langs Y-aksen.

For å kunne bevege sengen og skrivehodet i alle tre aksene er printeren utstyrt med stepper-motorer og drivbånd. Ved hjelp av de fire motorerene, to til Z aksen, og en hver til X og Y-aksen, klarer printeren å bevege skrivehodet rundt i alle tre dimensjoner med en presisjon på 0.1 millimeter i alle dimensjoner.

Skrivehodet består av et varmeelement som er i stand til å varme opp materialet man velger å skrive med. De to vanligste materialene er ABS-plast og PLA-plast. En extruder presser ved hjelp av en motor en tynn tråd med plastikk ned via en plastslange i skrivehodet, hvor det så smeltes på 240 grader og presses ut slik at det “skrives”.

Programvare

Vår RepRap Huxley styres via en programvare på en PC/Mac. Printeren har selv et enkelt kretskort med enkel programvare, som styrer de temperaturen på skrivehodet og senga, og sørger for at motorene beveger seg i riktig rettning, basert på kommandoene den får fra datamaskinen. Printeren er også i stand til å skrive ut modeller fra et Micro-SD-kort.

Ved hjelp av programvaren kan man ta en hvilken som helst 3D-modell og overføre denne til printeren. Forutsettningene er at den ikke er for stor for printerens maksimale printkapasitet. Hvor store objekter en printer kan skrive ut, varierer også med type printer og ikke minst pris på denne.

Før man sender 3D-modellen til printeren må den igjennom en såkalt “slicing” eller oppdeling. Dette er ofte en egen programvare som “skjærer opp” 3D-modellen i X-antall 2D-lag. Printeren forholder seg nemlig til ett lag av gangen.

Etter at modellen er skåret opp i 2D-lag i programvaren, sender man så ett og ett lag til printeren, som så skriver disse oppover i høyden langs det som ofte defineres som Z-aksen. Til slutt vil man sitte med en ferdig figur i 3D.

Utfordringer

3D-printing er en teknologi som fortsatt ikke er helt voksen. Det finnes etter hvert svært mange ulike printere man kan kjøpe. Vi valgte å kjøpe en av de billigste på markedet med vilje.

RepRap Huxley kommer levert i små plastikkposer og må settes sammen helt fra scratch. Alt i fra rammen, som består av gjengejern, til selve extruderen må settes sammen, loddes og konfigureres. Vi var nysgjerrig på om det lot seg gjøre å faktisk få en 3D-printer til 4000 kroner som kan skrive ut noe som ligner på brukbart. Etter en uke eller to hvor vi har skrudd og mekket litt, er det mye som faktisk tyder på det.

Vi kommer tilbake med en litt mer utfyllende artikkel med erfaringer fra våre spede forsøk med 3D-printing for de av dere som har lyst til å prøve selv.

Siden hardcore mekking, lodding og konfigurering ikke er for alle legger vi ved en fin fin lenke fra “Business Insider”. Her finner du en oversikt over mange av de 3D-printerne som finnes på markedet i dag, sortert etter hva du måtte ha av behov. Ta en titt: http://www.businessinsider.com/best-3d-printers-2012-12?op=1

Har våre kjære lesere erfaring med 3D-printere av ymse slag, tar vi gjerne tips og triks i kommentarfeltet Image may be NSFW.
Clik here to view.

Image may be NSFW.
Clik here to view.