De potentiella fördelarna med att kunna använda 3D-utskriftsteknik för att tillhandahålla nödvändiga transplantationsorgan är oöverskådliga. De kan dessutom bana väg för ännu större framsteg inom regenerativ medicin och erbjuda nya, säkra sätt att utforma och testa läkemedel som kan behandla organsjukdomar och förhindra behovet av organtransplantationer helt och hållet.
Konstruktion
Arkitektur
Som en bransch som redan är baserad på geometrisk utformning, prototyper och modellering har arkitekturen enormt mycket att vinna på framstegen inom 3D-utskriftstekniken. Vi har sett hur det digitala arbetsflödet producerar komplexa arkitektoniska skalmodeller i full detalj, vilket förbättrar 3D-modelleringsfasen i den arkitektoniska designen.
Utöver att spara tid under modellproduktionen gör de 3D-utskrivna modellerna det möjligt för arkitekter att förutse effekterna av vissa konstruktionsdetaljer med mycket större säkerhet, t.ex, genom att se en modell som producerats med ett mer komplett materialkomplement kan en arkitekt mäta aspekter som ljusflödet genom strukturen med högre precision.
Det höga presentationsvärdet av att ha en så exakt modell innebär också att 3D-utskrift kan vara ett akut kommersiellt verktyg för företag som vill vinna projekt och uppdrag genom att visa upp alla egenskaper hos sin design.
En digital modell av en arkitektonisk plan bredvid dess motsvarighet i skalenlig skala som skapats med 3D-utskrift.
Konst
Skulpturer
Bomben för ”additiv konst” har ökat gradvis under det senaste decenniet eller så, och vi har sett 3D-utskriftstekniker infiltrera olika hörn av konstvärlden, från konsumentkonstverk till skulpturer som är lämpliga för Smithsonian.
Med hjälp av 3D-fotograferade skanningssystem för att skapa fysiska konstverk kan 3D-utskriftsprocesser ge kunderna en mängd nya valmöjligheter. Denna utveckling har gett både konstnärer och kunder ett mått av ny kreativ makt också – allt de kan tänka sig och utforma kan de producera, och det enligt mycket detaljerade standarder.
Filmer och visuella effekter
3D-utskrift har redan integrerats i produktionen av Hollywoodfilmer och används i stor utsträckning för praktiska visuella effekter och kostymer.
Förr krävdes det noggranna handarbeten för att skapa filmens mest fantastiska varelser, men den ökade tidspress och de ökade tidskraven i den moderna filmindustrin har gjort det viktigt med en snabbare metod för att skapa praktiska effekter. Effektstudior som Aaron Sims Creative använder nu ett hybridiserat tillvägagångssätt, där praktiska effekter skapas med hjälp av det digitala arbetsflödet, för att skapa nya möjligheter till samarbete och förkorta ledtiderna när det gäller att förverkliga idéer.
Klipp in bakom kulisserna och se hur Aaron Sims Creative (ASC) använde 3D-utskrift för att skapa Stranger Things monster.
Dans och musik
Den konstnärliga potentialen hos 3D-utskrift är inte begränsad till fysiska konstverk. Den kan också ge helt nya dimensioner till former som dans och musik.
Tänk till exempel på de 3D-utskrivna, bärbara ”instrument” som Joseph Malloch och Ian Hattwick vid McGill University har utvecklat. Med hjälp av avancerad sensorteknik omvandlar de rörelse, orientering och beröring till musik.
Musikinstrument
3D-utskrift kan till och med störa branscher som har befunnit sig i ett statiskt paradigm i åratal eller århundraden.
För att ta ett exempel, tillverkningen av violiner har varit oförändrad i flera hundra år – en helt och hållet manuell process som utförs av mästare, eftersom automatiserad tillverkning har visat sig vara oförmögen att tillverka instrumentet med den nödvändiga kvaliteten på finishen.
Med den detaljprecision som 3D-utskrift kan åstadkomma har vi sett en industri som varit svår att bryta sönder.
Brian Chan, ingenjör på Formlabs, har skapat en fullt fungerande akustisk fiol med hjälp av Formlabs White Resin. Resultatet var inte bara realistiskt i sin finish, utan också fullt spelbart.
Då anpassningen och specificeringen av musikinstrument tidigare har visat sig vara kostsam, bör 3D-utskriftsmöjligheterna leda till viktiga förändringar på marknaden då nya och värdefulla konstruktioner möjliggörs, vilket potentiellt kan bana väg för skapandet av helt nya instrument.
Konstrestaurering
3D-skanning, CAD och 3D-utskrift har använts för att restaurera verk av några av historiens mest berömda konstnärer, och verk av Michelangelo och da Vinci har återfått sin forna glans.
När det nuvarande tillståndet för ett visst konstverk har utvärderats kan verket skannas digitalt och modelleras. Möjligheten till oavsiktlig tolkning minimeras genom att använda befintliga delar av ett verk som grund för efterföljande restaurering. Restaurerare kan få tillgång till en mängd data om potentiella problem samt förbättringar, följt av dokumentation, utformning av former och restaurering.
De rekonstruerade 3D-utskrivna delarna på detta relikvarium av flera material är endast synliga i UV-ljus.
På grund av de inblandade funktionernas komplexitet och avsaknaden av tekniker som skulle kunna garantera en säker och trygg återställning, övergavs många tidigare försök till restaurering som omöjliga. Nu, med hjälp av det digitala arbetsflödet, är till och med otroligt invecklade, multimaterialrestaureringar genomförbara, som den här som utförts i Museo Tesoro dei Granduchi i Florens.
Forskning
Forensics
3D-utskrift har lika stor potentiell användbarhet vid rekonstruktion som vid produktion. En kriminalteknisk konstnärs arbete försvåras ofta av ofullständiga bevis. Digital teknik kan vara till enorm nytta i rättsliga utredningar och kan öka de rättsmedicinska konstnärernas förmåga att rekonstruera exakta modeller av intressanta personer eller offer.
Det digitala arbetsflödet här innebär att CT-skanningar omvandlas till 3D-utskrifter för att underlätta identifiering. När utredare till exempel bara hittar en del av en skalle som bevismaterial kan en skrivare modellera och kopiera hela provet.
Rekonstruktioner av brottsoffrens utseende har redan spelat en viktig roll för att uppnå rättvisa, vilket än en gång bevisar 3D-utskriftens användbarhet bortom överväganden om design och produktiv effektivitet.
Paleontologi
Paleontologer kommer att ha en stor glädje av 3D-utskrift, eftersom den kan hjälpa till att komplettera dinosaurieskelett genom att skriva ut svårfångade ben som saknas.
Museets personal på Smithsonian experimenterade nyligen med att skriva ut de saknade benen från en T. rex exakt enligt specifikationerna. 3D-arbetsflödet gjorde det möjligt för teamet att experimentera brett och säkert med hjälp av modelleringsprogram, spara tid och minska risken för integriteten hos det riktiga skelettet.
Närliggande användningsområden
Med tanke på att vi har sett 3D-utskriftens möjligheter utvecklas snabbt under det senaste decenniet är några av de mest spännande och oväntade användningsområdena för arbetsflödet de som, även om de inte är omedelbart genomförbara, kommer att bli en trovärdig verklighet inom kort.
Hushållning och konstruktion
Desktop 3D-utskrift är begränsad till att producera mindre föremål, medan additivt arbetsflöde i tillverkningsskala kan producera mycket större funktionella komponenter. Under de senaste åren har olika initiativ tagits för att skapa hus och större strukturer som helt och hållet är en produkt av 3D-utskrift, vilket öppnar nya gränser för hållbart boende och byggande.
Tekniken för 3D-utskrift ger arkitekter frihet i formgivningen, även med tidigare mindre formbara byggnadsmaterial som betong. Mer allmänt sett gör den det möjligt att bygga helt hållbara och energieffektiva bostäder som också uppfyller moderna komfortnormer. Byggande på detta sätt skulle kunna vara helt avfallsfritt och ge mycket låga nyttokostnader.
I februari 2019 tillkännagav Texasföretaget Sunconomy planer på att sälja världens första helt 3D-printade hus. Det kommer att se ut ungefär så här.
MX3D använder det digitala arbetsflödet med flera axlar för att skriva ut en bro i rostfritt stål som snart kommer att installeras över kanalen Oudezijds Achterburgwal i Amsterdam. (källa: MX3D)
Rekonstruktion av historia
Förlusten av historiska artefakter känns förödande på grund av känslan av att det är omöjligt att återskapa dem. Förstörelsen av många syriska kulturarvsplatser, såsom den antika staden Palmyra, i händerna på ISIS verkade representera ett mörkt och oåterkalleligt steg bakåt. Genom framsteg inom 3D-utskrift kan vi kanske snart kunna återskapa – och säkerställa – det förflutnas härlighet.
Genom projektet Million Image Database pågår en kampanj för att återskapa de skadade ruinerna i Palmyra med hjälp av 3D-utskrift. Man använder 3D-modeller av platsen som sammanställts från fotografier för att skapa återskapanden som i skala och detaljrikedom är sanna för historien. Lika spännande är det att samma modelleringsteknik kan utvidgas för att skydda konsthistoriens stora mästerverk mot eventuella förluster.
I framtiden kommer 3D-utskrift inte bara att ha en omvälvande effekt på produktion och design – den kommer också att kunna spela en viktig roll i frågor av internationell och historisk betydelse.
En ny rymdkapplöpning
Med en av de högsta inträdesbarriärerna av alla branscher i världen kan rymdfarten vara ett av de mest överraskande områdena för 3D-utskriftsinnovation.
Det nystartade rymdföretaget Relativity har testat skapandet av raketmotorer av aluminium med hjälp av additiv tillverkning. Om denna tillämpning lyckas skulle den kraftigt minska kostnaderna och de praktiska svårigheterna med rymdresor, vilket skulle öppna fältet för nya affärer och en enorm tillväxtpotential.
SpaceX:s rymdfarkost Crew Dragon, utrustad med 3D-utskrivna SuperDraco-motorer, flög för första gången i mars 2019. (källa: SpaceX)
SpaceX val av 3D-utskrift gjordes på grund av teknikens kostnads- och avfallsbesparande egenskaper och för att bevara flexibiliteten i produktionsprocessen också. Motorns förbränningskammare, som också tillverkades genom 3D-utskrift, visade sig ha en överlägsen styrka, duktilitet och brottsbeständighet jämfört med konventionella material.
Vi har till och med sett 3D-utskrift användas i rymden, när Nasa använde en 3D-skrivare för att tillverka en skiftnyckel ombord på den internationella rymdstationen, det första verktyget i sitt slag som tillverkats i rymden.
Oändliga möjligheter
Visualisering av 3D-utskriftsdrivna förändringar av sättet som saker och ting tillverkas på kräver inte de fantasifulla prestationer som en gång krävdes. I takt med att arbetsflöden har utvecklats under de senaste åren och fått fotfäste i olika branscher börjar vi se den revolutionära potentialen demonstreras.
Från tandvård och över hälso- och sjukvård till konsumentvaror, arkitektur och tillverkning interagerar allmänheten mer och mer med slutprodukterna från 3D-utskrift.
Den hållbara minskningen av det avfall som uppstår vid traditionell tillverkning, minskningen av ledtider och omkostnader, och att ge kunderna möjlighet att komma närmare de produkter de vill ha – vi kan bara förvänta oss att 3D-utskriftens inflytande kommer att fortsätta att öka.
Lär dig mer om 3D-utskrift i företaget