Af Palle Vibe, Alt om Data
Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.
HP har i over 30 år været blandt de føren-de producenter af printere, som kan fordele blæk på et stykke papir – i 2D – men nu er den amerikanske producent også klar til at erobre markedet for 3D-print.
HP har tidligere forsøgt sig på dette marked, men det kastede ikke den store opmærksomhed af sig. Men nu mener koncernens udviklere, at de virkelig har noget nyt og banebrydende at byde på. Den nye, egenudviklede 3D-”blækprinter” er i princippet færdigudviklet, men den frigives først til salg næste år. Og til forskel fra Hewlett Packards populære inkjetprintere, der er rettet mod forbrugermarkedet, er den nye 3D-printer primært rettet mod det professionelle og industrielle marked.
Til forskel fra alle hidtidige 3D-printteknikker kan HP’s 3D-printer på én gang anvende mange forskellige grundmaterialer med vidt forskellige egenskaber og printe emnerne i et utal af farver.
Hele arsenaler af dysehoveder
Teknologien, der gør alt dette muligt, tager måske ikke overraskende udgangspunkt i inkjetsystemet, som Hewlett Packard jo har adskillige års erfaring med, og som også har bevist sine klare fordele i form af hastighed, opløsning, præcision og farvemuligheder, når det gælder blækprintere til både hjemmebrug og på kontoret.
HP har døbt den nye teknologi ”Multi Jet Fusion”, og i modsætning til alle andre eksisterende teknologier til 3D-print, der enten smelter kunststofmateriale til den rette facon eller limer forskelligt pulver sammen til 3D-emner, former Hewlwett Packards Multi Jet Fusion-printer emnerne i lighed med en blækprinter.
Printeren rummer nemlig flere dysehoveder, der hver især består af adskillige sammenbyggede dyser betegnet ”thermal inkjet-array”, og de kan bevæge sig både hen over printerens 3D-byggeplatform og køre op og ned ude i siden.
Først stryger et antal dysehoveder grundmaterialet ud på byggeplatformen i et tyndt grundlag. Derpå sprøjter et helt arsenal af forskellige sammenbyggede printhoveder dråber af kemikalier, der henholdsvis kan både smelte, hærde og farve materialet præcis, hvor det kræves, for at opnå den ønskede udformning og fremtræden alt efter, om emnet eksempelvis skal fremstå glat eller med mange overfladedetaljer. Arbejdsgangen afsluttes med, at laget og dråberne brændes fast sammen af et varmehoved, hvorpå der afsættes endnu et lag grundmateriale, og processen fortsætter, til emnet er færdigprintet.
De sammenbyggede dysehoveder er i stand til at afsætte over 10 millioner dråber i sekundet pr. centimeter. Desuden kan arbejdsområdet i praksis i første version af printeren være op til næsten en meter stort.
Mange egenskaber i samme emne
Ved at sprøjte forskellige virkestoffer ned over grundmaterialet kan processen påvirke hver enkelt pixel eller voxel, som det rettelig hedder, når der er tale om 3D, og derfor er det muligt at printe emner, som ikke kan fremstilles med andre 3D-printmetoder.
Eksempelvis vil et emne kunne gøres lige modstandsdygtigt over for tryk og træk i alle tre retninger, uden at det nødvendigvis skal stykkes sammen af enkeltdele og bagefter tætnes, hvis der er tale om hule emner med små luftrum, rør og kanaler, som der skal løbe væske i. Og ved at tilføre farvestof kan emnerne yderligere printes i netop den farve eller de farvemønstre, der ønskes, hvor et givet emnes farve ellers hidtil har været afhængig af grundmaterialet.
Med den nye teknologi kan der derfor (hvis grundmaterialet for eksempel er klar plast) printes en legetøjsbus i flotte kulører med klare, gennemsigtige vinduer i én og samme arbejdsgang!
Keramik-print på vej
I første omgang er printeren som de fleste konkurrenter i stand til at fremstille dele i termoplast, men HP regner med, at teknologien også kan udvikles til at printe mere sammensatte emner af både kunststoffer, keramik, biokompatible materialer samt metal. På samme måde vil HP-printeren også kunne variere et emnes styrke og elasticitet og give samme emne forskellige elektriske og varmeledende egenskaber. Også emnets overflade kan få med forskelligt udseende og beskaffenhed.
HP hævder, at metoden både er op til 10 gange hurtigere og billigere og kan levere samme eller bedre kvalitet end de ellers relativ udbredte 3D-printere, der arbejder efter SLS-princippet og er relativt dyre. HP Multi Jet Fusion-teknologien bruger angiveligt også væsentligt mindre energi til emneopvarmning end SLS-printere og kan med fordel anvendes til både små serier og print af unikke emner.
Selv om prisen endnu ikke er fastsat, bliver sådan en printer næppe helt billig. HP forventer derfor, at den nye printer hovedsagelig vil være at finde i industrien og måske i printbutikker, hvor kunderne så kan få udprintet deres emner ud fra en medbragt fil.
Det forudsætter dog, at der udvikles et nyt 3D-filformat til erstatning for filformatet STL, der blev udviklet i 1989, og stadig er de-facto standard for 3D-printning, og som langt de fleste 3D CAD-programmer er i stand til at arbejde med. STL-standarden omfatter dog kun rent geometriske oplysninger til printeren og ikke information om hver enkelt pixel eller voxel, som netop HP-teknologien giver mulighed for.
HP påtænker også at gå i samarbejde med råstofproducenter om at udvikle nye og bedre materialer for dermed at udbrede den nye printerteknologi.
Allerede i begyndelsen af 1980’erne dukkede de første, professionelle 3D-printere op, men det er først de senere år, at teknologien er blevet så billig og kompakt, at den bliver interessant for ”almindelige” computerbrugere. 3D-printere er blevet trendy, men de forventede salgstal imponerer stadig ikke.
Ifølge analysevirksomheden Gartner vil verdensmarkedet for 3D-printere i år ligge på 217.350 enheder, en fordobling i forhold til sidste år. Gartner forventer, at salget mere end fordobles hvert år, så salget i 2018 når op på 2,3 millioner enheder.
1 SLA (Stereolithografi): Den oprindelige industrielle 3D-printer arbejder efter en teknik, hvor UV-lys får flydende plastik til at stivne.
2 SLS (Selective Laser Sintering): Her smelter laseren forskellige nylonmaterialer i pulverform sammen.
3 FDM (Fused Deposition Modelling): Plastik eller metal varmes op til smeltepunktet og sprøjtes ud af et særligt printerhoved næsten som i en blækprinter, hvorefter materialet straks stivner.
4 3DP (Three Dimensional Printing):Sprøjter et bindemiddel ud fra printerhovedet. Det limer pulvermateriale sammen til en fast form.