Hvad kan 3D-printning gøre? Her er 6 kreative eksempler

Hvad kan 3D-printning gøre? Her er 6 kreative eksempler

3D-printing er blevet brugt til at skabe bildele, smartphone-etuier, modetilbehør, medicinsk udstyr og kunstige organer. Charles “Chuck” Hull skabte den første funktionelle 3D-printer i 1984, og teknologien er kommet langt siden da. Produktionsselskaber og luftfartsorganisationer har sparet milliarder af dollars ved at bruge 3D-print til at bygge dele. 3D-printning har også været med til at redde liv. En af de bedste måder at lære om, hvad 3D-printing kan gøre, er ved at undersøge virkelige anvendelser af teknologien. Nedenfor er der 6 kreative eksempler på anvendelser af 3D-printning:

1.) 3D-printede organer

3D-printning er blevet brugt til at printe organer fra patientens egne celler. Det betyder, at patienter måske ikke længere behøver at vente længe på donorer i fremtiden. Tidligere implanterede hospitaler strukturer i patienterne, som var lavet af hænder. 3D-printning har forbedret denne proces drastisk.

Med 3D-printning kunne dr. Anthony Atala fra Wake Forest’s afdeling for regenerativ medicin skabe kunstige stilladser i form af et organ med levende celler. Først printes stilladset, og derefter belægges det med levende celler. Nu arbejder den regenerative afdeling på at bygge 3D-printere, der kan printe kunstige stilladser og levende celler på nøjagtig samme tid.

Under Dr. Atalas TED Talks tale om 3D-printing af organer sagde han, at “90 procent af patienterne på transplantationslisten venter faktisk på en nyre. Patienterne dør hver dag, fordi vi ikke har nok af disse organer til at gå rundt.” Dr. Atala sagde, at de kan rekonstruere hele nyrens volumen ud fra patienternes CT-scanninger.

Kaiba Gionfriddo

Den 28. oktober 2011 blev Kaiba Gionfriddo født for tidligt med problemer med udviklingen af lungerne. Da familien Gionfriddo var på en restaurant seks uger senere, holdt Kaiba op med at trække vejret og begyndte at blive blå. Kaiba blev diagnosticeret med tracheobronchomalaci, hvilket betyder, at hans luftrør var svagt. Dette fik Kaibas luftrør og venstre bronkus til at kollapse. Kaiba fik en tracheostomi og måtte bruge en respirator, men dette var ikke den rigtige løsning på lang sigt at bruge. Kaiba kunne ikke trække vejret ordentligt, og hans hjerte stoppede næsten dagligt. Det var her, at lægerne på University of Michigan besluttede at bruge en 3D-printet lungeskinne.

Dr. Glenn Green og Dr. Scott Hollister på University of Michigan brugte 3D-print til at bygge en bioresorberbar skinne. De to læger byggede skinnen som en prototype, og det var ikke en 100 % gennemprøvet løsning, men Kaiba havde brug for hjælp med det samme uden tid til at vente. Dr. Green og Dr. Hollister måtte hurtigt få en nødgodkendelse fra FDA og tage CT-scanninger af Kaibas luftrør for at skabe et nøjagtigt billede. De brugte computermodelleringssoftware til at skabe skinnen og tilpasse Kaibas luftrør. Skinnen blev trykt med polycaprolacton (bionedbrydelig polyester). Ca. 3 uger efter operationen havde Kaiba ikke længere brug for en respirator for at trække vejret.

2.) 3D-print i bilindustrien

General Motors

Da General Motors begyndte at bygge 2014 Chevrolet Malibu, brugte ingeniørerne i virksomheden 3D-printing for at spare den tid, der var nødvendig for at lave prototyper af køretøjets dele. GM brugte stereolitografi, specialiseret software, matematiske data og lasersintring til at bygge dele af flydende harpiks for at foretage forbedringer af Malibu.

General Motors sagde, at den hurtige prototypering viste sig at være særlig nyttig for gulvkonsollen, som har smartphoneholdere til føreren og passageren. Delene var også lettere vægt, så det giver Malibu en forbedret brændstoføkonomi. GM brugte 3D-printing til designet af frontfacaden til at teste køretøjer i vindtunneler. 3D-printning blev også brugt til at forme bagsidepanelerne på forsæderne.

Ford Motor Company

Ford Motor Company bruger 3D-printning til at lave prototyper af mange dele i deres køretøjer, f.eks. cylinderhoveder, bremserotorer, gearskifteknapper og ventilationsåbninger. 3D-printning blev brugt på Fords Torrence Avenue Assembly Plant til produktion af Explorer- og EcoBoost-motorer.

Urbee 2

Jim Kor og hans team af ingeniører er ved at bygge et helt køretøj med 3D-printere kaldet Urbee 2. Karosseriet på den oprindelige Urbee blev fremstillet ved hjælp af 3D-printning. Urbee 2 som helhed vil dog hovedsageligt være 3D-printet. Urbee 2 vil også ligne en mere produktionsklar bil sammenlignet med den oprindelige.

Kors team vil køre Urbee 2 fra New York til San Francisco, når den er færdig, og den forventes at bruge mindre energi end de fleste andre produktionsbiler. Deres mål er at bruge 10 amerikanske galloner benzin på hele turen.

3). 3D-print i luftfartsindustrien

For nylig bestod NASA’s raketmotorinjektor, der er fremstillet af en 3D-printer, en stor varm brandtest. I testen genererede raketmotorinjektoren 10 gange mere fremdrift end nogen injektor, der tidligere er fremstillet ved hjælp af 3D-printning.

NASA’s ingeniører var i stand til at bygge injektoren med selektiv lasersmeltning for at smelte nikkel-kromlegeringspulver sammen. Testdelen var på størrelse med en injektor, der bruges i en lille raketmotor, men designet ligner, hvordan en injektor ser ud i en større motor. Injektoren kan skaleres til en større størrelse, når den er produktionsklar.

NASA vil også sende en 3D-printer ud i rummet som led i en plan om at oprette en “minifabrik” på den internationale rumstation (ISS). Hvis astronauterne løber tør for værktøj, vil de simpelthen kunne printe flere. Astronauterne vil ikke længere skulle medbringe reservedele til hver mission.

Niki Werkheiser, der er leder for 3D-printning i Zero-G ISS Technology Demonstration på NASA’s Marshall Space Flight Center, sagde, at designet til delene kan lægges på forhånd ind på printeren, eller de kan uploades direkte fra jorden. Piloten til 3D-printeren i det ydre rum vil blive afprøvet under en rummission i efteråret 2014.

4.) 3D-printet pistol

Defense Distributed er en højteknologisk våbensmedsgruppe, der har skabt verdens første 3D-printede pistol med fuldt åben kildekode, kaldet “Liberator”. Femten af pistolens seksten dele blev fremstillet af 3D-printet plastik, og kroppen kan ætses i løbet af natten. Cody Wilson fra Defense Distributed mener, at “Liberator” demonstrerer regeringernes manglende evne til at håndhæve våbenkontrol.

5). 3D-printede proteser

Emma Lavelle

Da Emma Lavelle blev født, var hendes ben løftet op til ørerne, og hendes skuldre var indadroteret på grund af en sjælden genetisk lidelse kaldet arthrogryposis multiplex congenita. Emmas ben blev genskabt nedad, og hun begyndte langsomt at udvikle sig igen. Dr. Tariq Rahman fra Nemours Biomedical Research facility på Alfred DuPoint Hospital For Children arbejdede sammen med ingeniører på hospitalet om at bygge et holdbart “exoskelet” ved hjælp af en 3D-printer. På en konference i Philadelphia holdt Dr. Rahman en præsentation om Wilmington Robotic Exoskeleton (WREX), og det var på den måde, at Emmas forældre fik kendskab til det medicinske udstyr. Da Emma blev udstyret med WREX, kunne hun for første gang føre sine arme op til sin mund. I det seneste år er over 15 patienter begyndt at bære den 3D-printede WREX. Emma voksede ud af den første og er nu i gang med den anden.

Buttercup The Duck

Buttercup the Duck blev født med venstre fod bagudvendt. Buttercup har fået en ny silikonefod, der er blevet skabt med en 3D-printer. Buttercup blev født på et biologilaboratorium på en gymnasieskole i november 2012, og plejeren kunne ikke vende hans fod om. Buttercup bor nu på Feathered Angels Waterfowl Sanctuary i Arlington, Texas, og bliver passet af Mike Garey. Garey bemærkede, at Buttercup ikke ville være i stand til at overleve ved at humpe rundt.

Derfor blev Buttercup’s venstre fod amputeret af Collierville Animal Clinic, og et 3D-printfirma ved navn NovaCopy byggede en ny fod lavet af silikone til Buttercup. NovaCopy printede også en silikone-sok ud for at fastgøre den 3D-printede fod til kroppen. For at holde foden på plads brugte Feathered Angels et gelélignende materiale kaldet Winters Gel (en foring, der blev udviklet til at fastgøre en hale til delfinen Winter, som var grundlaget for filmen Dolphin Tale).

I dag er Buttercup i stand til at udføre alle de samme ting, som de andre ænder i flokken kan. Her er en video, hvor Buttercup bruger den 3D-printede fodprotese for første gang:

3D-printet kæbe

Sidste år udskiftede medicinske forskere i Belgien og Holland kæben på en 83-årig kvinde med en 3D-printet model af hendes underkæbe. Lægerne var nødt til at fjerne hendes kæbe på grund af en alvorlig infektion, men en operation ville være en stor risiko på grund af hendes høje alder og flere andre faktorer. Forskerne arbejdede sammen med et implantatfirma ved navn Xilloc for at erstatte kæben. Implantatet blev sat sammen af en 3D-printer ved hjælp af pulveriseret titanium ved hjælp af lasersmeltningsprocessen. Allerede en dag efter operationen kunne den 83-årige kvinde tale og synke normalt.