En nybörjarguide till 3D-utskrift

Vi ser världen i tre dimensioner. Nu kan vi också skriva ut i tre dimensioner, tack vare en tillverkningsprocess som har blivit mainstream de senaste åren: 3D-utskrift.

En 3D-skrivare använder en "additiv tillverkningsprocess" (vilket innebär att ett objekt byggs upp ett lager åt gången). De flesta 3D-skrivare har ett enda extruderhuvud, vilket innebär att om du vill använda flera färger kan du måste skriva ut ditt objekt i sektioner, och även då kommer du att vara begränsad i hur objektet kan vara färgad. Det är därför de vanligaste 3D-exemplen är objekt som en blåfärgad plast Yoda - enfärgsskrivare är vanligast. Men medan alla älskar att skriva ut Yoda, är verkligheten att dagens 3D-skrivare används för att skriva ut allt från designprototyper till smycken, hantverk, produktdelar, kroppsdelar och till och med mat.

När stereolitografiskrivare först introducerades i mitten av 1980-talet kostade de sex siffror och var inriktade på kommersiella och industriella tillämpningar. Det var inte förrän omkring 2012 som priserna sjönk dramatiskt, med skrivare som kostade 1 000 USD i motsats till 20 000 USD. Med prissänkningarna kom en breddning av publiken för 3D-skrivare: tillverkare, konst och utbildningsgemenskaper kom alla med, liksom designers som letade efter billiga, snabba prototyper. Priserna förväntas sjunka ytterligare 6,4 procent under 2016, enligt en rapport från marknadsforskare

Olika skrivare använder olika utskriftstekniker. Konsument 3D-skrivare använder i allmänhet en av två huvudsakliga metoder.

FFM (fused filament manufacturing, även kallad filament deposition manufacturing eller fused filament deposition) skrivare använder ett rörligt skrivhuvud för att bygga upp lager av smält plastfilament i form av objekt.

SLA-skrivare (stereolitografi) stelnar harts med hjälp av en ultraviolett laser (vissa modeller använder Digital Light Processing-projektorer, men de tenderar att vara mindre exakta). SLA-skrivare är i allmänhet dyrare, men de kan skapa mer exakta och detaljerade modeller på grund av laserns upplösning och precision.

FFM-skrivare kan vanligtvis mata en mängd material genom sina extruderare. Vanliga val inkluderar ABS, ett billigt, petroleumbaserat robust och återvinningsbart material, och PLA (Polylactic Acid), en tufft, biologiskt nedbrytbart material som är både värmeformbart och målbart, men det är också svårare att limma än ABS. Dessa material kommer ofta i en mängd olika färger, men eftersom de flesta skrivare bara har ett enda skrivhuvud, kommer du vanligtvis att skriva ut hela ditt objekt i en enda färg.

SLA-skrivare har mer begränsade valmöjligheter i både tillgängliga material och tillgängliga färger. Materialvalen kommer att bero på om skrivaren använder ultraviolett laser eller en DLP-projektor. Hartsmaterialen kan vara antingen styva eller flexibla och är dyrare än plastfilamenten som används vid FFM-utskrift.

Även om kostnaderna för både skrivare och utskriftsmaterial har sjunkit avsevärt, är det fortfarande en betydande investering att köpa en 3D-skrivare, som börjar med cirka 300 USD och stiger snabbt därifrån.

Den kanske största utmaningen är användbarheten. Det har blivit enklare att ställa in och använda skrivare, men för att skapa något måste du börja med något – närmare bestämt en 3D-modell.

Om du är designkunnig kanske du kan skapa en design med 3D-modelleringsprogramvara och exportera den färdiga digitala produkten som STL-filen som alla 3D-skrivare använder för att skriva ut. För oss bara dödliga handlar det i allmänhet om att antingen använda fritt tillgängliga STL-filer (du kan hitta många gratis i ett online 3D-objektbibliotek som Thingiverse), köpa en design från olika onlinebutiker eller skapa dina egna 3D-skanningar.

Om du planerar att gå skanna-det-själv-vägen kan du använda en 3D-webbkamera, tillgänglig på vissa datorer (inklusive den tillverkarevänliga HP Sprout, som har ett roterande plattformsalternativ att använda med sin inbyggda 3D-skanner) eller som fristående enheter, en 3D-kamera som en Microsoft Kinect, eller använd en tredjeparts 3D-skanningstjänst.

Innan du köper en billig 3D-skrivare och experimenterar i 3D-världen, fundera över storleken på de objekt du kanske vill skapa. Om ditt mål är att skriva ut fotlånga linjaler (av någon anledning) kommer du att missa det målet om skrivaren du väljer bara kan hantera föremål som är mindre 6 tum i höjd och bredd.

En annan verklighetskontroll är utskriftshastighet och kvalitet. Du kommer att kunna slå ut en dags sysslor medan skrivaren är igång, med en typisk 4-tumsmodell som kräver så många som 12 timmar att skriva ut. Precis som med vanliga skrivare beror utskriftshastigheten också på utskriftskvaliteten.

Slutligen, fundera över vilken typ av produktion du vill ha, och inte bara för att du behöver överväga vilka material du ska använda för att skapa ditt objekt. Om du vill ha mycket detaljerade föremål som smycken eller skalenliga modeller, skaffa en SLA-skrivare eftersom de är bättre på att återge de fina detaljerna. Om du vill ha låg kostnad och enkel användning, skaffa en FFM-skrivare.

Och medan PLA anses vara ett något mer livsmedelssäkert material än ABS, är ingen av dem - extruderad genom en 3D-skrivare - riktigt säker att äta av av olika anledningar. Vårt råd: Tänk inte ens på tryckplåtar, koppar och skedar.

Om du har en stram budget och villig att göra några kompromisser, 349 $ M3D Micro 3D-skrivare är ett utmärkt startval. Denna FFM-modell kommer att skapa föremål på mindre än 5 tum och använder en mängd olika material, men den är långsammare än andra modeller vi har sett.

För entusiaster med en större budget rekommenderar vi $1 250 Aleph Objects Lulzbot Mini, vilket imponerar med sin användarvänlighet och utbud av funktioner. Denna FFM-skrivare stöder utskrift av objekt på knappt sex tum, den stöder ett imponerande räckvidd av filamentmaterial, och den kommer med en anpassad version av den populära open-source Cura 3D programvara.