Dette innlegget, som er skrevet sammen med Jim Tørresen, sto på trykk i Dagens næringsliv fredag 15. juni 2012. Vi takker Roger Antonsen og Kathrine Dåstøl for hjelp med bildene.
Hjemmefabrikken
Noen har gått så langt som å kalle det en industriell revolusjon at vi nå kan produsere komplekse tredimensjonale (3D) strukturer ved hjelp av 3D-skrivere. For noen få tusenlapper kan vi i dag bygge en enkel 3D-skriver for hjemmebruk.
Mer avanserte og langt dyrere skrivere kan produsere avanserte 3D strukturer fra en datafil som inneholder en matematisk modell av strukturen. Skriveren bygger strukturen ved å sprøyte ut tynne tråder av et passende materiale som legges lag på lag og danner strukturen. Mens en vanlig skriver har et skrivehode som plasserer blekk på et papir har 3D-skriveren et skrivehode som sprøyter ut en smelte av et materiale som størkner. Det benyttes ulike former for plastmaterialer, men det finnes også 3D-skrivere som skriver ut metallstrukturer. Så 3D-skriveren utfører en form for datastyrt sprøytestøping, men det utvikles også andre teknikker for ”skriving” i 3D.
Hvordan klarer så disse printerne å skrive ut en hel gjenstand f.eks. en dommerfløyte? Utgangspunktet er en matematisk modell av fløyta, inkludert kula inne i fløyta, og poenget er at hele fløyta inkludert kula må ”skrives ut” i en og samme operasjon. Det blir ikke mye lyd uten den frie og bevegelige kula inne i dommerfløyta. For å få til dette må 3D-skriveren lage hulrom.
Dette gjøres ved at 3D-skriveren sprøyter inn et støttemateriale i de delene av strukturen som skal bli hulrom. Når ”skrivingen” er over fjernes dette støttematerialet, som da ikke har størknet, ved hjelp av en børste, et passende blåseinstrument eller vannspyling. Støttematerialet er valgt fordi det enkelt kan fjernes. Bildet viser en dommerfløyte produsert på en ”hjemmeskriver”, og når fløyta er ferdig kan støttematerialet (bokstavelig talt) blåses vekk. Fløyta virker som den skal! Ønsker du en litt bedre fløyte og kanskje en fløyte som har navnet ditt skrevet inn på toppen av munnstykket kan du bestille denne hos en av stadig flere bedrifter som lever av å ”skrive ut” 3-dimensjonale produkter.
Ved Universitetet i Oslo bruker vi 3D-skrivere til å lage deler til vitenskapelige instrumenter og i forskning og utdanning innen robotikk. Et typisk eksempel på hva vi ”skriver ut” på 3D-skriveren er deler til lærende roboter, f.eks. roboter med en spesiell utforming som skal bevege seg i ukjente terreng eller utføre oppdrag i farlige omgivelser. Industrien har relativt lenge benyttet 3D-skrivere (eller datastyrt sprøytestøping) i utvikling av prototyper og fysiske modeller av gjenstander, men verden over produseres stadig flere ferdige bruksgjenstander ved hjelp av 3D-skrivere. Et klassisk eksempel fra medisin er produksjon av individtilpassede beinproteser.
I årene som kommer vil 3D-skriverne bli bedre og bedre og billigere og billigere og hjemmefabrikken er rett rundt hjørnet. Du kan sette ditt personlige preg på alt fra lysbrytere til kjøkkenredskap, og skulle du trenge en ekstra blomstervase er det bare å starte ”skriveren”! Det arbeides også med 3D-skrivere som kan lage mat. 3D-skrivere vil endre verden og den dagen høykvalitets 3D-skrivere blir hyllevare på lik linje en PC eller et TV-apparat kan man kanskje begynne å snakke om en ny industriell revolusjon.
Kvaliteten på det endelige produktet fra en 3D-skriver avhenger av hvilke materialer som kan brukes, i hvilken grad en 3D-skriver klarer å kombinere materialer, og hvor tynt eller fint en 3D-skriver kan ”skrive”. I sin ytterste konsekvens vil vi kunne få 3D-skrivere med skrivehoder som opererer på nanometernivå, og det spekuleres om vi en gang i fremtiden kan produsere gjenstander ved å bygge sammen komponenter på molekylært nivå. På dette nivået er det bare fantasien som begrenser hva som kan produseres. For mange er dette en nokså skremmende tanke og en utvikling som også reiser viktige etiske spørsmål. Vi kan imidlertid trøste oss med at det er svært lenge til før denne type instrumenter finner veien til kjøkkenbenken!
Robotikk og 3D-skriving ved Universitetet i Oslo
Forskningsgruppen Robotikk og intelligente systemer ved Institutt for informatikk forsker bl.a. på nye typer roboter utviklet ved hjelp av 3D-skrivere der robotene lærer å bevege seg ved hjelp av metoder inspirert av biologiske prosesser. Analyse av roboters og menneskers bevegelse ved hjelp av ulike typer utstyr som registrerer bevegelse gjøres også. Gruppen disponerer to 3D-skrivere; Fortus 250mc som “skriver” med ett materiale av gangen, og en Objet Connex 500 som kan skrive ut med to materialer i en operasjon, inkludert myke gummiaktive materialer.
