Så fungerar en 3D-skrivare

Det har blivit allt vanligare att företag inkluderar 3D-modeller som en del av sitt erbjudande. Det används flitigt till allt från prototyper och reservdelar till medicinska implantat och huskonstruktioner. Men hur går det till när de produceras och hur fungerar en 3D-skrivare? Vi på Arkitektkopia berättar hur det går till.

Bakgrund

Den första 3D-skrivaren såg dagens ljus redan på det tidiga 80-talet då Hidoma Kodama uppfann två varianter av friformsframställning – additive manufacturing – som skapade tredimensionella plastmodeller. Friformsframställning är en metod där föremål byggs skikt för skikt, oftast i plast, baserat på en geometrisk modell. Maskiner som kan hantera detta kallas kort och gott för 3D-skrivare. De kommer i olika storlekar, både för hemmabruk och industriell produktion och kan hantera olika material och tekniker beroende på ändamålet.

Syftet med en 3D-skrivare

3D-skrivare gör sig bäst i sammanhang där det finns behov av prototyper, ett fåtal produkter eller komplexa föremål. Det blir allt vanligare för företag att börja använda 3D-skrivare i sin reguljära produktion och sälja 3D-modellering som en del av sitt erbjudande. Gränsen för vad 3D-skrivare kan användas till skjuts hela tiden framåt. Det finns ingen gräns för vad som kan skrivas ut, där är det bara fantasin som sätter gränserna. Idag kan man skriva ut i material som plaster, metall, keramik, gips, glas, mat och biomaterial – det sistnämnda var rena science fiction för bara några år sedan.

3D-modellering

3D-printad modell

Ritningen

För att skriva ut en 3D-modell behöver skrivaren något att utgå ifrån – en ritning av något slag. Ritningen baseras på

• CAD, eller Computer-aided design – ett vanligt verktyg för att skapa tekniska ritningar inom arkitektur och konstruktion
• Datortomografi, eller skiktröntgen – en metod där man genom röntgen avbildar ett objekt i tre dimensioner
• 3D-modeller som tagits fram i ett program för 3D-modellering.

Tekniker som används

Det finns flera tekniker för att skriva ut modeller i 3D, här nämner vi några av dem:

• Fused Deposition Modeling (FDM) är den teknik som kanske är mest bekant för gemene man. 3D-utskriften sker via en rulle med plasttråd som matas ut och smälts genom ett upphettat munstycke på en platta, lager för lager, för att i slutändan bilda en 3D-modell.
• SLA, eller stereolitografi, är en teknik där man använder sig av ett flytande resinmaterial som härdas med hjälp av UV-ljus, vilket till slut resulterar i en 3D-modell.
• Electron Beam Melting (EBM), är en teknik som används för att göra 3D-modeller i metall. En elektronstråle skjuts mot ett metallpulver vilket smälter samman metallpartiklarna i pulvret och bygger upp en 3D-modell.

Rengöring av 3D-print i gips

3D-printad modell i plast

Så produceras en 3D-modell

I det här exemplet utgår vi från den vanligaste varianten av 3D-utskrift i plast. Så här går det till:

1. En ritning av en 3D-modell gjord i ett CAD-program sparas som en STL-fil – ett format 3D-skrivaren förstår och kan läsa.
2. Skrivaren läser in STL-filen, beräknar utskriften och värmer upp munstycket.
3. När beräkningarna är klara och värmen är tillräckligt hög börjar skrivaren mata plasttråden genom munstycket – som efterhand smälts ner och läggs lager för lager på byggplattan.
4. Modellen tar sakta form – lager för lager byggs den upp. Beroende på storlek kan modellen behöva stödstrukturer för att hålla ihop under byggprocessen, detta görs som en del av utskriften och tas bort när den är klar.
5. När modellen är färdig kan det krävas efterarbete som rengöring, putsning och borttagande av stödstrukturer.

Lång erfarenhet av 3D-print

Vi på Arkitektkopia har lång erfarenhet av 3D-print och vi har hjälpt många företag med att 3D-printa modeller i olika slag. Bland annat tog vi fram en prototyp åt Unihoc på framtidens innebandyblad och 3D-printade hus åt Sveriges Arkitekter som prydde Centralstationen i Stockholm. Kolla även in alla våra andra case.

Kontakta oss om du vill 3D-printa eller har frågor så hjälper vi dig.