Lilla guiden om 3D-print

3D-print är en tillverkningsteknik som innebär att en 3D-skrivare framställer fysiska, tredimensionella objekt från tredimensionella digitala datafiler. Låter det knepigt? Ta det lugnt, här kommer guiden som får det hela att klarna. Häng med på en tur in i 3D-världen!

Vad är 3D-print?

Vid traditionell tillverkning utgår du från en mängd material och skalar sedan av delar för att få fram en slutprodukt. 3D-printing fungerar tvärtom. Här lägger du hela tiden till material. Utskrifterna byggs upp lager för lager, nerifrån och upp, och skapar till slut en hel produkt. 3D-printing kallas därför ibland för additiv tillverkning. Produkterna som skapas kan tillverkas i olika material, ha olika färg och olika egenskaper.

Egentligen är det bara fantasin som sätter gränserna för vad du kan använda 3D-printing till. Du kan bland annat printa funktionsdugliga skiftnycklar, kompletta med rörliga delar, och reservdelar till bilar.

Premiärprintades för över 30 år sedan

I slutet av 1980-talet började det printas prototyper av diverse produkter, då i plast. Men hajpen lät vänta på sig. Orsaken till det var materialets hållfasthet. Plasten höll helt enkelt inte måttet. Utvecklingen har dock gått undan. Idag finns material som i vissa fall till och med trumfar originalen. I takt med att patenten försvinner blir också tekniken fri för fler att laborera med. Stora delar har också öppen källkod, det vill säga data som är tillgänglig för alla att använda och modifiera, vilket har gjort att marknaden fullkomligt exploderat de senaste åren.

Så här fungerar det

Det som vanligtvis skulle kräva flera människor och kompetenser, långa ledtider och framflyttade deadlines kräver nu bara en person och en printer. Nästan, i alla fall. Ett som är säkert är dock att det finns en hel flora av tekniska begrepp och detaljer som man behöver ha koll på för att få till en printbar modell.

Husmodell 3D-printas i gips.

Modellen skapas i CAD-program

Enkelt förklarat kan man säga att en 3D-modell består av mängder av lager. Dessa lager kan vara av exempelvis plast eller gips. Modellen skapas oftast i ett CAD-program där måtten i längd-, bredd- och höjdled skapar en tredimensionell ritning. När du sedan skriver ut modellen analyseras CAD-filen av 3D-skrivarens program. Där avgörs hur objektet ska byggas för att optimera material- och tidsanvändning.

Tjockleken på ett lager avgör ytjämnhet

Programmet delar upp modellen i horisontella lager så tunna som 3D-skrivarens upplösning tillåter. Det finns alltid en begränsning på hur noga en 3D-utskriven modell kan likna originalmodellens yta. De flesta skrivare kan dock åstadkomma extremt tunna lager som i princip inte märks när slutprodukten är klar. Om man sedan efterbehandlar med slipning försvinner dessa lager helt. Den här så kallade ytnoggrannheten kan enkelt simuleras genom att lägga flera pappersark på varandra och sedan försiktigt förskjuta dem så att det bildas en rundning. Då framträder varje enskilt ark som ett lager.

Olika maskiner kan printa olika stort

Lagren byggs upp ett efter ett. Plattformen som objektet byggs på sänks efter varje lager och ger på så vis utrymme för nästa. Hur stort du kan skriva ut bestäms av storlek på maskin. Modeller som är för stora för 3D-printern kan dock brytas upp och eftermonteras till önskad storlek.

Printa med eller utan stödmaterial

En modell behöver i vissa fall stöd för att inte tippa över under printandet. En viss negativ lutning funkar men när vinkeln blir för stor behövs stödmaterial som hjälper det underliggande lagret att stödja de lager som kommer ovanför. Ett tydligt exempel är om du printar en kaffekopp. Koppen har ofta en liten negativ lutning vilket inte är några problem men sedan kommer örat. Det första nedersta lagret på örat ska plötsligt gå utanför själva koppen och om man då inte har stöd underifrån så kommer helt enkelt örat trilla av under processen. Dessa avvikande delar i en modell kallas ibland för ”öar”.

Stödstrukturerna räknas ut av printprogrammet och skapas sedan automatiskt. De kan även justeras manuellt. Stödmaterialet brukar oftast kunna tas bort genom någon slags kemisk behandling eller värmebehandling. Ibland görs de av samma material som själva modellen görs i. I så fall skapas brottanvisningar som underlättar borttagning i slutskedet.

Det går även att printa utan stödmaterial genom att stötta på annat sätt. Prata med ditt tryckeri om vilka lösningar de har.

Spara filen i STL

Kärnan i 3D-printing är datafilen, det är den som är nyckeln till din framgång. Filen är fullmatad med detaljer om exempelvis storleksförhållanden och måttangivelser som tryckeriets skrivare ska tolka. Att få till en tryckfärdig fil må låta komplicerat – men professionella tryckerier hjälper givetvis till med detta.

Det mest använda formatet sedan 3D-printandet tog fart har varit STL. Det står för Stereolitografi och är ett triangulerande filformat. Det innebär att filen omvandlar parametriska ytor till triangulerade trådmodeller. Det är det här som görs i CAD-programmet. Utöver STL-formatet används ibland också OBJ eller WRML, båda är format lämpade för geometrier och andra egenskaper som beskriver 3D-objekt. Det finns också oftast stöd för dessa format i 3D-print- och beredningsprogram.

Komplettera modellen med detaljer

Även om vissa material ger väldigt komplexa och detaljrika modeller i fullfärg så finns det ytterligare möjligheter att göra en modell fulländad. Tänk traditionellt modellbygge. Om du exempelvis vill printa en modell över ett kommande byggprojekt, säg en ny stadsdel, så kan du komplettera husen med plexiglas­fönster, belysning och en praktfull trädgård utanför. Allt för att höja känslan i modellen. Det går även att komplettera med mer informativa detaljer så som skyltar.

Så kan du använda 3D-printing

3D-printing är uppenbarligen en fascinerande och innovativ teknik som får även den mest insatta att nyfiket följa produktionen. Från början användes 3D-printing främst till att skapa prototyper av diverse produkter. Prototyperna kunde printas på några timmar och sedan modifieras och printas igen. Allt för att få en perfekt slutprodukt i senare skede. Om prototypen hade tillverkats på traditionellt vis hade ledtiden på enbart första varianten tagit flera veckor.

Högre standard gör printprodukt till slutprodukt

Det är faktiskt inte ovanligt att den printade produkten blir den faktiska slutprodukten. Materialen och tekniken har banat väg för enormt bra hållbarhet, ibland bättre än om produkten varit gjord på traditionellt vis.

Produktprototyperna och översiktsmodellerna är visserligen tryckeriernas kanske vanligaste beställning men i andra branscher printas helt andra saker:

• Reservdelar till bilar.
• Fixturer för tillverkningsindustrin.
• Leksaker och spel.
• Mindre serier eller produkter som bara ska göra en enda gång.
• 3D-printade organ (bio-3D-printing).
• Individanpassade proteser eller andra hjälpmedel.

3D-printing revolutionerar tillverkningsindustrin

Det är inte bara mindre enskilda föremål som printas. 3D-printing tros revolutionera tillverknings- och byggnadsindustrin under de närmsta åren. Det finns redan nu flera exempel på hur hela eller delar av hus kommit till med hjälp av skrivarna. Dessa skrivare är givetvis enorma i förhållande till de som står exempelvis på ett tryckeri.

… och även skolan

Istället för att låta eleverna arbeta med enbart teoretiska modeller har skrivarna möjliggjort fysiska modeller som lägger grunden till ett framgångsrikt multilärande. Exempelvis krävs det matematisk förståelse för att skapa rätt dimensioner i printprogrammet och teknisk förståelse för att skapa en användbar produkt. Slutprodukten kan sedan bli en del av ett större bygge eller fungera som diskussionsunderlag.

Vi hjälper dig med 3D-printen

Var utvecklingen tar oss härnäst, det vet ingen. Men en sak som är säker är att vi på Arkitektkopia ligger i framkant när det gäller framtagning av modeller och prototyper. Vi investerar kontinuerligt i nya maskiner och vidareutvecklar vår kompetens för att kunna erbjuda dig fantastiska möjligheter att skapa högkvalitativa produkter. Läs mer om 3D-print på Arkitektkopia eller hör av dig för offert.