3d print organer forside 16-9

Det (måske) vigtigste der er kommet ud af 1980’erne – en tidsrejse med 3D-print

Der skete noget revolutionerende i 1980’erne. Noget, som til stadighed påvirker vores hverdag mere og mere, uden at ret mange tænker over det.

E.T., Top Gun og Ghostbusters var genredefinerende i filmens verden. Michael Jacksons Thriller album og David Bowies nye dance-lyd var et frisk pust, og personligt oplevede jeg nogle rigtig gode Manowar albums, der udkom i det årti.

Illustration: MaxPixel

I 1979 lancerede Sony deres walkman (men den er så meget 80’er, at den kommer med på listen). I 1981 lettede den første rumfærge. I 1984 fik vi den første Apple Macintosh, og året efter i 1985 udkom Win 1.0 (som de færreste af os nok nogensinde har prøvet).

Illustration: Wikimedia Commons - Rama & Musée Bolo

1986 startede på tragisk vis med Challenger ulykken, og i 1989 var det Berlinmuren, der faldt som første domino i rækken på afslutningen af den kolde krig. I Danmark havde vi kartoffelkur og TV2 (både band og TV-kanal) så dagens lys.

Illustration: WikiImages

Der skete dog også noget i 1980’erne, som dengang fik langt mindre opmærksomhed, men som i dag alligevel begynder at have større og større betydning for vores allesammens hverdag – stadig uden at de fleste nok tænker over det. I 1981 opfandt japaneren Hideo Kodama konceptet bag 3D-print - en idé som amerikanske Charles Hull forfinede og patenterede i 1983.

Illustration: Sculpteo
Illustration: Sculpteo

Tilbage til Fremtiden (1985)

… øhh, hvilken revolution sagde du?

3D-print er det største, der skete i 1980’erne. Større end ovenstående begivenheder og større end både Compact Disc’en (CD’en) og Prinsesse Diana.

Manden er jo skør!

Unægtelig en lille smule. Og jeg er heller ikke upartisk, da jeg bruger mange af døgnets vågne og sovende timer med at tænke på 3D-print. Der er dog noget sandhed i påstanden, selvom det er svært at finde en objektiv målestok, hvor man kan sammenligne så forskellige begivenheder og opfindelser.

Illustration: Dan Diffendale

Lad os prøve at få lidt perspektiv på tingene ved at spole VHS-båndet tilbage til opfindelsen af den første fremstillingsproces – Subtraktiv fremstilling. Spol bare lidt længere … vi skal 2,5 millioner år tilbage. Så lang tid siden er det, at vi mennesker fandt på at slå flig af sten og skabe de første værktøjer. Vi fjerner materiale for at finde ”det skjulte” emne inden i blokken.

Herfra kan vi så spole frem til for 8000 år siden, hvor en af vores smarte forfædre (eller mødre) fandt på at sætte en skarp sten sammen med en kæp og skabe en stenøkse. Dette er det tidligste eksempel på såkaldt fabrikativ fremstilling.

Illustration: Mervin Lindsey (http://slideplayer.com/slide/10508434/)

For 6-7000 år siden begyndte vi at bearbejde de første metaller i såkaldt formativ fremstilling – smedning og støbning. Først var det støbning af guld og siden kobber i oldtidens Mesopotamien (Irak i dag) før Egypterne omkring 2800 f.kr. tog teknologien til sig. Egypterne har kendt til støbning i mere end 1500 år, da Ramses II overtager tronen i 1290 f.kr og i 2750 år da Kleopatra tager tronen som den sidste hersker i det Ptolemæiske dynasti.

Illustration: Wikimedia Commons - DearCatastropheWaitress

Vi lever i dag tættere på Kleopatras tid end på det tidspunkt, hvor egypterne lærte formativ fremstilling fra Mesopotamien. Det er pænt længe siden. Stenhøje var nyeste mode i Danmark på daværende tidspunkt. I den sammenhæng tillader jeg mig at kalde 3D-print for en revolution. Det er den kun fjerde grundlæggende fremstillingsform, vi mennesker kender til – og sidste gang det skete var før vi opfandt skriftsproget! Til sammenligning er industrielle revolutioner næsten hverdagskost. Just saying.

Illustration: Charles Tilford

OK, ok, men har det en reel betydning i vores hverdag?

Tja, det vi mennesker har kunnet bearbejde og fremstille igennem tiden har været vigtigt nok til at vi reelt definerer tidsperioder baseret på netop dette – stenalder, kobberalder, bronzealder, jernalder. Velkommen til 3D-print alderen.

Illustration: pxfuel.com

3D-print alderen

Kære 3D-print, velkommen på banen. Hvor skal vi hen?

Det er som bekendt svært at spå, især om fremtiden. Vi kan dog starte med at se lidt på, hvad 3D-print kan, her 40 år efter at Kodama først fik ideen. Hvor gør 3D-print en forskel i vores hverdag og vores kunnen som mennesker? På mindre end 40 år har 3D-print formået at snige sig ind i vores hverdag på en lang række områder. Fx er mange implantater i dag fremstillet med 3D-print, da det er en nem – og nogle gange den eneste – måde at fremstille patientspecifikke implantater. For folk med implantater må man sige, at det gør en forskel i hverdagen.

Illustration: Materialise

Formel 1-biler har i dag også en række 3D-printede ”implantater”. Det betyder måske mest for os, der sidder og følger med hver løbssøndag, men det siger noget om, at 3D-print kan noget, som andre fremstillingsmetoder ikke kan. Ellers ville det ikke blive brugt i Formel 1.

Bliver vi ved bilerne, så er Czinger Automotive ved at ændre forståelsen af, hvordan en bilfabrik ser ud. I stedet for kilometer lange samlebånd har de udviklet et koncept, hvor næsten alle dele bliver 3D-printet - for efterfølgende at blive samlet på en stationær robotcelle. Smart – ja. Fleksibelt – ja. Fremtiden – måske, men det tror jeg. (https://youtu.be/OCto6qSjIXw)

Illustration: Czinger Automotive

3D-print har også sneget sig ind i vores rutefly. GE lancerede i 2015 deres LEAP-motor, som bl.a. benytter en 3D-printet brændstofdyse, der giver 15% bedre brændstoføkonomi. Så hvis du har været ude at flyve i de senere år, er der en stor sandsynlighed for, at 3D-print har spillet en helt central rolle i at få dig fra A til B.

Illustration: GE

NASA arbejder med 3D-print af både raketdyser og huse på Mars. OK, ikke helt hverdag for de fleste af os, men der arbejdes også med 3D-print af huse og bygninger helt nede på jorden – bl.a. af danske 3D-Printhuset. Der går nok ikke mange år, før det vinder indpas.

SpaceX, der har Elon Musk som grundlægger, 3D-printer deres SuperDraco raketdyser, som i 2020 var med til at sende astronauter til den Internationale rumstation for første gang siden 2011. Los Angeles-baserede Relativity Space har taget skridtet videre og printer hele deres Terran R raket. Motoren, ja – men også selve raketten.

Hvorfor er det interessant for min hverdag?

Fordi de 3D-printede raketter er billigere, og fordi teknologien herfra muligvis kan være med til at ændre måden, vi fremstiller fly på. Og måske revolutionere andre brancher.

Og fordi 3D-print giver en digital frihed til at fremstille komplekse emner. Kan du designe det, så kan du fremstille det. Næsten. Som demonstreret af de studerende på DANstar projektet på DTU (https://ing.dk/blogs/raketbyggerne-dtu). Deres raketmotor kunne de ikke have fremstillet uden brug af 3D-print. Lige pludselig spiller ingeniørstuderende på den samme tekniske bane som NASAs ingeniører. Det åbner da nogle muligheder.

Illustration: Danstar

Hertil kommer høreapparater - hvor de små i-ørene apparater i dag er 100 % fremstillet med 3D-print - tandbøjer og andet dentaludstyr og implantater. Alt dette er i høj grad er blevet revolutioneret af 3D-print, og en interessant omstilling af 3D-print produktionen under coronakrisen betød, at man kunne fremstille alt fra respirator-dele til visirholdere og testpinde.

Så, tilbage til fremtiden. Hvorfor er 3D-print sådan en stor revolution? Ovenstående er en række eksempler på, hvor langt 3D-print er kommet på blot 40 år. Teknologien bliver lynhurtigt mere moden og mere alsidig. Det er en digital teknologi, som vokser sammen med den digitale revolution - og som nutidens studerende og fremtidens ingeniører er helt anderledes fortrolige med end den gamle garde.

1-2-3D-print

Så hvad bringer fremtiden for 3D-print? Godt spørgsmål. Det er bl.a. det, som denne blog skal forsøge at give et svar på.

Svaret på, om 3D-print er den største revolution, der kom ud af 1980’erne, er nok, at det afhænger af øjnene, der ser – og at der ikke er et definitivt svar. Jeg håber dog, at jeg har fået tilføjet 3D-print til listen over vigtige opfindelser og skubbet lidt til opfattelsen af, hvor meget 3D-print allerede betyder for vores hverdag – og det bliver ikke mindre i fremtiden.

Er jeg helt galt på den? Var det kunstige hjerte i virkeligheden 80’ernes gave til menneskeheden? Måske var det engangskameraet, den personlige computer, Nintendo GameBoy eller måske Rick Astleys 1987-hit ”Never Gonna Give You Up” for dem, som er nået helt til enden?

P.S: Jeg skal nok prøve at fatte mig i korthed i fremtiden. Prøve. Ingen løfter.

P.P.S. Ja, 3D-print er større end TMNT, He-Man og Transformers – tilsammen! Men Optimus Prime er sikkert delvist 3D-printet og Michelangelo kan få en 3D-printet pizza. 😉

Nikolaj Vedel-Smith er sektionsleder ved afdeling for industriel 3D print under Teknologisk Institut. Afdelingens fokus ligger på forskning og udvikling på nogle af de nyeste tendenser inden for teknologien – både plast og metal - såsom materialer, printparametre, anvendelsesområder og kvalitetssikring.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

For en ingeniør, er 3D printeren helt sikkert den vigtigste opfindelse. Men, for de fleste andre, er den næsten ligegyldig. Murens fald, Apple Macintosh, GSM telefonen, og world-wide-web, er blandt mange andre ting som skete tilbage i 80'erne.

  • 0
  • 1

Af andre vigtige opfindelser i 1980'erne kan nævnes IBM's atommikroskop og mulighed for at manipulere atomer. Richard Feynmans kvantecomputer. Opdagelsen af højtemperatursuperledere der kunne køles i flydende kvælstof var en vigtig opdagelse indenfor fysikken, der måske får stor betydning i fremtiden.

  • 1
  • 3

Hej Jens, Tak for din kommentar. Min påstand skal ses på den lange bane.

Jeg tror at 3D-print er den vigtigste opfindelse fra 1980'erne når man ser tilbage på historien om 100 eller 1000 år.

Går man tilbage i historien så er der helt sikkert politiske/historieske begivenheder som trække spor op gennem århundrederne - og murens fald er helt sikkert en begivenhed som har en kæmpe betydning for vores verden - både nu og i fremtiden. Det sagt, så anser jeg fremstillingsteknologierne for rammebetingelserne for hvordan vi "bruger" verdenen omkring os. Politiske begivenheder en mere måden vi mennesker vælger at bruge de muligehder som "rammebetingelserne" giver. :-)

  • 1
  • 0

Jeg tager gerne en midlertidig førsteplads indtil koldfusion bliver en realitet. Og måske en sådan fusionsreaktor kræver 3D-printede komponenter for at virke. ;-)

  • 2
  • 0

Fra artikkelen: "GE lancerede i 2015 deres LEAP-motor, som bl.a. benytter en 3D-printet brændstofdyse, der giver 15% bedre brændstoføkonomi".

At flyindustrien kan bruke 3D-printing på meget krevende deler og med de krav til sikkerhet det er i den bransjen er både svært interssant og sier veldig mye om 3D-printings muligheter. Så jeg er enig med artikkelforfatter, you ain't seen nothing så langt mht muligheter og voldsomme betydning som 3D printing vil få!

Men at 3D-printet brennstoffdyse gir 15% bedre brennstofføkonomi, er naturligvis det rene sludder!

  • 1
  • 0

Hej Ketill,

Tak for din kommentar. Brændstofdysen er naturligvis en del af en større inovation af GE LEAP motor i sammenligning med den tidligere generation. Så den 3D-printede dyse er en vigtig komponent, om end ikke den eneste, i at opnå de 15 % brændstofsbesparelse.

Det interessante er at se på hvad GE har gjort siden 2015. De er ved at lancere deres GE9X motor som indeholder intet mindre end syv dele som er 3D-printede (L-PBF og E-PBF). Total indeholder én motor 304 3D-printede komponenter. Det er brændstofsdyser, men det er også varmevekslere og turbineblade.

  • 0
  • 0

Tak for din kommentar. Brændstofdysen er naturligvis en del af en større inovation af GE LEAP motor i sammenligning med den tidligere generation. Så den 3D-printede dyse er en vigtig komponent, om end ikke den eneste, i at opnå de 15 % brændstofsbesparelse.

Det er vel heller snakk om 0,001% for dysene alene (altså i realiteten ingenting)! Jeg forstår ikke hvordan du kunne finne på å knytte de 15% forbedringene til dysene alene. Jeg kan godt liste opp flere faktorer som virkelig betyr noe for forbedringen av virkningsgrad for denne motoren!

Det viktigste er imidlertid at vi er enige om 3D-prints enorme potensial på sikt og at brennstoffdysen er et godt eksempel på at man kan lage nesten hva som helst, også deler til flymotorer som er komplekse og arbeider under usedvanlig krevende forhold (temperatur, trykk, lufthastigheter og korrosjon etc). I andre deler av en flymotor kan nok 3D-printing bidra til reell høyere virkningsgrad, som turbinblader i høytrykksdelen (som gjerne har intrikate kanaler for avkjøling).

  • 1
  • 0

Hej Ketill,

Hvis man ser på CFMs hjemmeside (https://www.cfmaeroengines.com/engines/leap/), som er dem der har udviklet dysen, så er selve dysen instrumental i den revolutionerende måde brændstoffet preblandes for at sikre en mere mager forbrænding.

"Unlike traditional combustors that mix fuel and air inside the combustion chamber, the LEAP nozzle pre-mixes these elements to provide what our engineers call lean burn combustion. We just call it revolutionary."

I sidste uge så jeg Thomas Dahmens fra DTU forsvare hans ph.d. Han har også undersøgt muligheden for 3D-printede brændstofsdyser og finde en relativt stor betydning af at kunne designe frit for at sikre den bedst mulige indsprøjtning. I dette tilfælde for skibsmotorer. :-)

Under alle omstændigheder så er vi meget enige om at 3D-print åbner nogle muligheder som ikke har været i vores ingeniør-værktøjskasser tidligere. Det gælder blot om at vi lærer at bruge det.

  • 0
  • 0

Under alle omstændigheder så er vi meget enige om at 3D-print åbner nogle muligheder som ikke har været i vores ingeniør-værktøjskasser tidligere. Det gælder blot om at vi lærer at bruge det.

Takk for godt begrunnet svar. 3D-printing gir nok mulighet for meget kompleks geometri i dysen, som kan ha betydning for effektivitet og ren forbrenning. Selve forbrenningen i jetmotorer er i utgangspunktet med stort luftoverskudd (lean) i motsetninmg til bensimotorer (må være ca fast forhold mellom brennstoff og luft).

Det som nevnes av fordeler med 3D-printdysen til Leap-motorene er reduksjon fra 20 deler til 1, vekt redusert med 25% og bedre holdbarhet. Viktigst er nok at de nye dysene er mye billigere å fremstille og lavere driftsutgifter.

Har nå sett på diverse steder på Internett der dysen er omtalt og grunnleggende artikler om turbofamotorenes teknologi og virkningsgrad og fremtidig utviklingspotensial. Ingen steder kan jeg finne at utvikling av dyseteknologi har innvirkning på virkningsgrad. Men som nevnt i innledningen kan marginal forbedring trolig oppnås (kanskje viktigere med ren forbrenning som gir mindre NOx og derved mindre klimaeffekt, men dette er mest spekulasjoner fra min side).

Igjen din konklusjon, er det viktigste.

  • 1
  • 0

Det som jeg syntes er mest interessant ved 3D print, er udprintning af organer. Man arbejder på, at udprinte f.eks. fungerende hjerter. Måske, bliver også muligt at udprinte en del til hjernen, hvis den bliver skadet. Om 1000 år - mon vi så alle er udprintet på 3D printere? Det er måske sandsynligt. Og mangler vi en rugemor til dinosaurus - vi laver den på 3D printeren.

  • 1
  • 2

3D-print af væv er helt sikkert er spændende teknologisk felt.

Hvor vævsprint er om 1000 år tør jeg ikke spå om, men kan da nævne at der i Odense er en lille start-up som hedder Particle3D som printer knogler til kirugisk brug. Stadig med museforsøg, men med spændende perspektiver.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten