Verdens første 3D-printer til to materialer på vej til Danmark

Prototyper bliver aldrig det samme igen, når produktudviklere med ny 3D-printer kan springe flere led over ved at printe gummi og plast ud på én gang.

Af Julie Ring-Hansen Holt,  lørdag 09. feb 2008 kl. 11:00

Det ligner den ægte vare, men er i virkeligheden blot 3D-print af prototyper. Med Connex500 kan to materialer blandes i 21 varianter og på den måde skabe særdeles realistiske 3D-print. (Foto: Objet)

En ny tokomponent 3D-printer, der er på vej til Danmark, gør det muligt at printe emner ud i 21 forskellige blandinger af for eksempel hård plast og blødt gummi i én kørsel på 3D-printeren.

Det lyder som en drøm for udviklingsafdelinger, der gerne vil lege med materialerne i forskellige udgaver af prototypen på et produkt – uden at lægge ekstra minutter og timer til udviklingen.

Når Motorola skal udvikle en ny telefon, vil det eksempelvis kunne forkorte processen betydeligt, hvis deres 3D-printer kan printe et tastatur med en blød gummimåtte, hårde taster og transparente tal, så lyset fra telefonen kan trænge igennem.

Nye muligheder
»Det åbner helt nye muligheder, fordi vi kan printe forskellige farver eller materialer ud samtidig, så man kan se og mærke detaljerne. I dag skal vi selv ind at tegne detaljerne efterfølgende. Så i designfasen kan vi spare tid og penge,« siger Clemen Boje Larsen, der er leder af mekanikafdelingen på Motorola.

»Man kan aldrig få en nøjagtig udgave, men man kan hurtigt få et overblik over, om man er på vej ud ad den forkerte vej. Og det vigtigste er at minimere de fejl, man kan begå,« siger afdelingslederen, der har arbejdet med den såkaldte Polyjet-teknologi i flere år, men har til gode at afprøve tokomponentprinteren, der ikke er kommet til Danmark endnu.

Elektronisk blanding
PolyJet er israelske Objets varemærke, og firmaet har anvendt den patenterede teknologi i otte år. Ved hjælp af typisk otte inkjethoveder sprøjtes en fotopolymer (polymerer, der hærdes med UV) og et supportmateriale ud. Hver hoved har igen 121 hoveder, som printer simultant. For hvert lag hærdes materialet med et glimt UV-lys.

Men hvor tidligere printere kun har kunnet arbejde med ét materiale, kan det nyeste skud på stammen arbejde med variationer af to materialer på én gang, og det har aldrig været muligt før.

21 materialeblandinger
På Connex500, som tokomponentprinteren hedder, har modelblokken fire hoveder, som softwaren er i stand til at dele op, så de printer support- og byggematerialer to og to. På den måde er det muligt at printe 21 forskellige materialeblandinger i én kørsel, hvor materialerne bliver blandet i de forskellige forhold, som på forhånd er tastet ind.

Softwaren er i stand til at ændre materialerne i løbet af nanosekunder. Det giver en række nye muligheder som i eksemplet med mobiltastaturet eller en tandbørste i hård plast, som skal have et blødt håndtag af gummi og børster i en tredje hårdhed.

Eftersom materialet, man printer i, er en fotopolymer, er det ikke det samme som et rigtigt plast- eller gummimateriale, som kan indgå direkte i produktion. Men ved at have et bredt udsnit af materialer havde man tidligere mulighed for at lave prototyper, som lå relativt tæt på slutproduktet, dog har gummi altid ligget langt fra det ”rigtige” gummi.

Spar limen
Med digitale materialer kan man fremstille langt flere materialer og ikke mindst gummi- og silikonematerialer med egenskaber, som er meget lig de egenskaber, som slutproduktet skal produceres i. Man kan også lave en række ting, som man simpelthen ikke har kunnet lave før.

»Hvis man for eksempel sætter et blødt materiale og et materiale, som ligner almindelig plast, i printeren, kan man lave traditionelle plastemner, traditionelle gummiemner og tokomponentemner på samme platform og i samme arbejdsgang. Det kunne kun lade sig gøre tidligere, hvis man havde to maskiner og lavede tokomponentemner som to parter, der efterfølgende blev limede sammen,« siger Christian Andersen, der er salgschef i Objet Danmark.

»Men det virkeligt banebrydende nye er, at man kan lave digitale materialer, hvor man ved at blande forskellige grundmaterialer får de egenskaber, man ønsker. Softwaren afgør blandingsforholdene ud fra ønskede egenskaber eller ønskede blandingsforhold,« siger han.

Med de digitale materialer er det fantasien, der sætter grænser for, hvor mange egenskaber man printer ud på én gang. Produktudviklere kan med andre ord printe eksempelvis seks forskellige egenskaber ud og teste direkte, i stedet for at beregne sig frem til materialet, og efterfølgende ende i en række test og værktøjstilpasninger som er dyre og tidskrævende.

Den første i Danmark
Ud over at teknologien gør det muligt at printe prototyper med en kompliceret konstruktion, bliver et udviklingsforløb forkortet væsentligt med den ny teknologi.

»I et normalt udviklingsforløb vil man lave tre sæt prototyper og bruge tre til fem dage på hver. Med Connex500 kan man gøre det i løbet af en formiddag, middag og eftermiddag, hvilket betyder meget for, hvornår man er i stand til at markedsføre sit produkt. Samtidig er det vigtigt for brancher som mobiltelefonproducenterne at kunne holde udviklingen inhouse af hensyn til konkurrencen,« siger Christian Andersen.

Connex500 koster knap to millioner kroner, og inden længe lander den første maskine i Danmark hos Davinci Development i Billund, og det gør udviklingshuset til en af verdens ti første indehavere af tokomponentprinteren.

Administrerende direktør Ole Lykke Jensen regner både med at skulle bruge den internt i udviklingsafdelingen og i forbindelse med opgaver for kunderne.

»Ti procent af alle plastemner er tokomponentemner, så vi regner både med at få nye kunder ved at kunne tilbyde den ny teknologi og at kunne servicere vores eksisterende kunder bedre,« siger direktøren.