10 ongelooflijke dingen die u kunt doen met 3D-printers

Tegen het einde van de film "Skyfall", is er een scène waarin James Bond en M de stad uitrijden in een klassieke 1960 Aston Martin DB5, de kenmerkende zilveren Bond Car die voor het eerst werd gebruikt in Goldfinger in 1965. Later - en dit is een lichte spoiler - de auto is vol met gaten met aanvalsgeweren en opgeblazen met een helikopter.

Als je in de afgelopen twaalf jaar een film hebt gezien, weet je dat deze scène waarschijnlijk niet moeilijk was voor de filmmakers om te filmen. Het enige wat ze hoefden te doen was een explosie digitaal invoegen, of met zo'n budget, misschien een van de driehonderd resterende DB5's nemen en het echte ding opblazen.

In plaats daarvan hebben de filmmakers gedetailleerde schaalmodellen van de Aston Martin op schaal 3: 3 op 3D-printers geprint en blies ze naar absolute bits, waardoor de echte auto's voor de musea werden bespaard. Herinner je het pak van Iron Man? Hetzelfde proces.

Hier zijn tien manieren waarop mensen 3D-printers gebruiken voor iets functioneels - en soms veranderen ze de wereld in het proces.

10

Kleding

In de begindagen van 3D-printen was het object dat u van de printer kreeg meestal een soort volumineus plastic voorwerp - een prototype van een ontwerp dat bijvoorbeeld als visuele gids werd gebruikt voordat het eigenlijke product werd gebouwd. Nu de technologie nauwkeuriger is, kunnen we kleinere, gedetailleerdere gedetailleerde objecten afdrukken. Het 3D-afdrukteam van Shapeways liep met dat idee en gaf ons bedrukte nylon kleding, die is afgedrukt op de exacte lichaamsafmetingen van de persoon die deze bestelt, de meest gepersonaliseerde kleding ter wereld.

Hun eerste 3D-geprinte kledinglijn heet de N12 Bikini (N12 staat voor Nylon 12, het materiaal waaruit het is gemaakt). De bikini wordt gevormd met een vergelijking genaamd cirkelverpakking; met andere woorden, het is volledig gemaakt met kleine verbonden cirkels die een algoritme aanpast op basis van de kromming van de vorm - hoe groter de curve, hoe kleiner de cirkels. Het gehele ontwerp is gebaseerd op een bodyscan, zodat het uiteindelijke product perfect past bij de drager.

9

gitaren

Sinds ongeveer de twaalfde eeuw zijn gitaren - of tenminste hun voorgangers - gemaakt van hout. Meer recentelijk is ook kunststof gebruikt, maar het constructieproces is in beide gevallen hetzelfde. Het is subtractief, wat betekent dat er iets wordt weggenomen om de juiste vorm te krijgen. Je begint met een groot blok hout en na het te hebben gesneden, heb je een deel voor de gitaar. En inderdaad, de productie in het algemeen gebeurt meestal op deze manier.

3D-printen daarentegen is additief - het is laag voor laag in de juiste vorm opgebouwd met materiaal dat later in een vaste stof verandert (zoals een plas lijm van een heet lijmpistool).

Met dat proces kun je bijna alles maken, zelfs de bijna perfecte akoestische vorm van een gitaar. Deze gitaar is een geweldig voorbeeld; het werd gedrukt door Scott Summi, en is het eerste in zijn soort. Elk deel ervan werd afgedrukt, behalve de hals en de snaren (zelfs de metalen delen werden afgedrukt), en het duurde ongeveer twee uur om te voltooien. En aangezien een 3D-geprint object afkomstig is van een computermodel, is er geen limiet aan de verschillende manieren waarop een gitaar kan worden ontworpen, waardoor de deur opengaat voor enorme creativiteit.

8

huizen

Vorig jaar gaf Behrokh Khoshnevis - een professor in de techniek aan de Universiteit van Zuid-Californië - een TED-lezing waarin hij beschreef hoe een huis van een volledige grootte (25.000 vierkante voet of 2.320 vierkante meter) in minder dan twintig 3D kan worden afgedrukt. uren, loodgieterij en elektrische bedrading inbegrepen. Dat tijdsbestek is bijna ongelooflijk. Hele wijken kunnen in een maand worden gebouwd en het enige dat u hoeft te doen, is de ontwerpblauwdruk van de computer wijzigen voor een huis dat er totaal anders uitziet: geen homogene buitenwijken meer.

Nog belangrijker is dat dit systeem kan worden gebruikt om sloppenwijken te vervangen of om snel onderdak te bieden aan slachtoffers van natuurrampen. Om dat in perspectief te plaatsen: als deze technologie in gebruik was toen Haïti in 2010 werd getroffen door een aardbeving, zou bijna iedereen die dakloos was geworden al een andere woning hebben.

7

Cameralenzen

Fotografie is waarschijnlijk de laatste plaats waar 3D-afdrukken zou verschijnen. Een camera van hoge kwaliteit kan enkele duizenden dollars kosten en de lenzen die daarbij horen zijn net zo prijzig. En daar is een reden voor: fotografie is in de kern het vastleggen van licht en voor het beste resultaat heb je de beste apparatuur nodig. Lenzen zijn vooral belangrijk omdat ze verantwoordelijk zijn voor het breken van het licht in de juiste hoek om een ​​brandpunt te creëren, wat resulteert in een kristalhelder beeld.

Hoewel 3D-geprinte cameralenzen nergens in de buurt komen van de kwaliteit van traditioneel gemaakte lenzen, gaan ze met sprongen vooruit. Dit komt deels door sites zoals Thingiverse, waar gebruikers hun ontwerpblauwdruk kunnen uploaden, waardoor anderen het gratis kunnen downloaden en verbeteren. Deze cameralens is gemaakt van acryl op een thuisprinter en heeft behoorlijke foto's nodig. Pricier 3D-printers zijn al in staat om glasobjecten af ​​te drukken, dus het zou eigenlijk niet lang moeten duren voordat het mogelijk is om een ​​glazen lens in uw huis te maken die in de buurt is van commerciële lenzen - alles voor een fractie van de kosten.

6

Voedsel

NASA gebruikt de afgelopen jaren 3D-printers om onderdelen voor hun ruimtevaartuig te printen - een feit dat op zich al cool genoeg is. Maar tegenwoordig neemt NASA dat concept in een geheel nieuwe richting; ze bevinden zich momenteel in fase één van een driefasenplan om een ​​methode te ontwikkelen voor het afdrukken van voedsel op lange ruimtevluchten.

Het ruimtevaartprogramma pioniert die technologie echter niet, dat is de taak van Andras Forgacs, CEO van Modern Meadows, die eerder dit jaar de eerste persoon was die een stuk bedrukt vlees at. Het proces van het afdrukken van voedsel is in wezen hetzelfde als al het andere: je vervangt het plastic voor levende cellen en bouwt dat laag voor laag op in spierweefsel.

Met die eenvoudige vervanging, verwijder je ook de duizenden milieuproblemen die voortkomen uit de moderne landbouw.

5

Kunst

Mensen zijn behoorlijk spectaculair. Er zijn er die op zoek zijn om de wereld te redden, en er zijn er die de wereld inspireren. Kunst heeft zijn eigen rol gespeeld in het bevorderen van het menselijk intellect door de eeuwen heen, en 3D-printen biedt kunstenaars nog een extra medium om zichzelf te uiten - en sommige resultaten zijn absoluut verbluffend.

Het hierboven afgebeelde beeldhouwwerk is gemaakt door Sophie Kahn, een fotograaf en beeldhouwer die zich aanvankelijk aangetrokken voelde tot 3D-afdrukken als een "post-fotografisch proces" - een manier om nog een nieuwe laag creativiteit uit een foto te halen. Sophie Kahn maakt een plons in de kunstwereld, maar er zijn al honderden andere mensen die zich tot 3D-printing hebben gewend als creatieve uitlaatklep. Het doet geen pijn, want voor een worstelende kunstenaar zijn de materialen veel goedkoper dan traditionele kunstbenodigdheden.

4

protheses

In 2011 verloor Richard Van As vier van zijn vingers in een timmerwerkongeval. Geconfronteerd met een flinke som van ongeveer $ 10.000 voor een mechanische prothese, besloot Richard in plaats daarvan een eigen te bouwen. En hij deed dit thuis - met een 3D-printer.

Zijn prototype, Robohand genaamd, heeft vijf vingers die sluiten wanneer hij zijn pols buigt. Nadat hij de hand had opgebouwd, uploadde hij de blauwdruk naar het internet, zodat iedereen hetzelfde kon doen. Maar toen ging hij nog een stap verder: Richard en zijn partner bouwen nu prothesehandjes voor Zuid-Afrikaanse kinderen met ontbrekende vingers, zoals deze vijfjarige jongen die werd geboren met het amniotic bandsyndroom, een aandoening die ervoor zorgde dat hij vingerloos geboren werd .

Het spannende is dat Richard's werk slechts het topje van de ijsberg is. In 2009 liet een man genaamd Eric Moger een tumor uit zijn gezicht verwijderen, waardoor er een gat zo groot was als een tennisbal in zijn linkerwang. Artsen drukten een prothese af die de rechterkant van Eric's gezicht weerspiegelt. De prothese heeft de flexibiliteit van een normale huid en ziet er bijna verrassend realistisch uit. En eerder dit jaar liet een man in de Verenigde Staten een prothese implanteren in zijn schedel die bijna een kwart van het gehele oppervlak van de schedel bedekte.

3

Lichaamsdelen

We zullen op korte termijn verloren armen en benen met hagedisachtige efficiëntie opnieuw laten groeien, maar we gaan die kant op. De ingenieurs van de Cornell University drukten bijvoorbeeld een werkoor met cellen die uit de rib van een patiënt werden getrokken. De cellen werden gemengd in een gelmateriaal dat de 3D-printer kon gebruiken om een ​​model te bouwen - en na drie maanden begon het oor eigenlijk zijn eigen kraakbeen te laten groeien.

Nogmaals, het wordt beter. Een paar maanden geleden noemden we kort 3D-printers in een lijst en voorspelden we dat we ooit in de toekomst menselijke organen zouden kunnen afdrukken. Nou, dat gebeurde ongeveer een maand nadat de lijst werd gepubliceerd. Onderzoeksbureau Organovo in San Diego organiseerde in april dat ze met succes menselijk leverweefsel hebben geprint dat alle functies van een lever kan vervullen. Ze hebben nog geen volledige lever, maar de horizon komt dichterbij. Dit is beslist de eerste stap naar het op afroep afdrukken van vervangende organen - mogelijk elk jaar duizenden levens te redden.

2

robots

We lijken een bijna religieuze fascinatie te hebben voor het idee om een ​​schijn van leven in een ander wezen in te ademen. Maar misschien komt dat omdat robots geweldig zijn.

In ieder geval zijn er al behoorlijk wat onderzoeksgroepen die prototypen van robots zijn begonnen met 3D-printers. In Duitsland heeft Fraunhofer-Gesellschaft een achtpotige spiderrob ontwikkeld, die zo gemakkelijk is afgedrukt dat een onderzoeker het heeft vergeleken met een "rubberhandschoen voor eenmalig gebruik" - in die zin dat, nadat u het eenmaal hebt gebruikt, het eenvoudiger is om alleen een nieuw een.

Een gezamenlijk project van MIT en Harvard heeft ook een 3D-geprinte robot ontwikkeld die zich ongelofelijk kan assembleren. De bot is gemaakt met "vormgeheugenpolymeren", waardoor deze zich na het afdrukken in de juiste vorm kan vouwen.

Eindelijk is er een robot, een door een stem geactiveerde android die op verbale grillen reageert op verbale commando's. De plannen zijn gratis online beschikbaar, dus iedereen kan er een bouwen en een rol spelen bij het bouwen van een robotleger.

1

3D-printers

Meestal heeft iemand al een 3D-printer ontworpen die andere 3D-printers kan afdrukken. Met de naam RepRap maakt de printer gebruik van open-sourceontwerpplannen en al zijn onderdelen kunnen worden afgedrukt via een andere printer (met uitzondering van enkele metalen moeren en bouten). In 2008 werd de machine getest aan de Universiteit van Bath in het Verenigd Koninkrijk, waar het met succes een 'kind'-kopie van zichzelf maakte. Ruim drie minuten later was dat kind klaar met het afdrukken van het eerste deel voor het volgende kind onderaan de robo-geneologische lijn.

Omdat alle plannen voor de printer gratis online beschikbaar zijn, heeft zich hier een gemeenschap van soorten rond gevormd die het ontwerp evolueert om het efficiënter te maken. Een persoon kan bijvoorbeeld alle blauwdrukken downloaden, deze aanpassen en vervolgens de gewijzigde blauwdrukken uploaden. Het is waarschijnlijk het eerste echte voorbeeld van hardware crowd-sourcing in de geschiedenis, en het is niet te voorspellen waar het in de toekomst naartoe zal gaan.

Andrew Handley

Andrew is een freelance schrijver en de eigenaar van de sexy, sexy HandleyNation Content Service. Wanneer hij niet schrijft, is hij meestal wandelen of rotsklimmen, of gewoon genieten van de frisse lucht uit North Carolina.