Industriell metall i 3D - och hologramform

Samtidigt som hajpen kring 3D-utskrifter har mattats av bland konsumenter så vinner en industriellt driven tillverkningsprocess för kritiska hi tech-komponenter terräng.

Hologram. Företaget Daqri från San Francisco har en teknik där 3D-tillverkningen styrs av en tredimensionell avbildning. Bild: Daqri

Liksom i persondatorernas barndom var det i ett tidigt skede entusiaster som drev marknaden för 3D-skrivare för några år sedan. Men intresset för att i hemmet tillverka allehanda mer eller mindre onödiga plastprylar visade sig relativt begränsat. Nu är det i stället storföretag som utvecklar tekniken, som för kommersiella applikationer döpts om till ”digital” eller ”additiv tillverkning”.

Flygjätten Boeing uppger att dess nya rymdkapsel Starliner kommer att innehålla fler än 600 3D-skrivna delar. För att tillverka vingarna till sitt nya stridsflygplan 777X, som ännu är under utveckling, har Boeing tagit fram vad Guinness World Records bekräftar är världens hittills största 3D-skrivna produkt, 5,33 meter lång.

 

 

Framtida bilar i 3D-metall. BMW har tillsammans med Google investerat i nystartade Desktop Metal från Massachusetts.Bild: Desktop metal

 

Snabbare, billigare.

Tyska Siemens köpte förra året brittiska Materials Solutions som specialiserar sig på 3D-skrivna metallprodukter. Siemens sade sig i februari vara först med att under realistiska omständigheter testa gasturbinskovlar som 3D-skrivits. Det innebar 13 000 varv per minut och 1 250 grader Celsius. Bara dagar senare sade sig kinesiska Farsoon Technologies ha testat 3D-skrivna delar till en turbojetmotor vid 100 000 varv per minut.

BMW, Google och amerikanska byggvaruföretaget Lowes har samtidigt investerat i nystartade Desktop Metal, baserat i Massachusetts. Företaget utvecklar också en teknik för tillverkning i metall. Även om det är BMW:s investeringsenhet som står bakom satsningen i Desktop Metal så har nyheten redan väckt spekulationer om framtida bildelar tillverkade med denna nya teknik.

De flesta 3D-skrivarna formar sina produkter genom att upprepade gånger skriva ut ett tunt lager av materialet för att sedan på den styrande datorns order börja skriva nästa lager. Tekniken innebär en rad fördelar jämfört med traditionell tillverkning. Eftersom det enda som behövs för att starta projektet är ett dataprogram så kan gjutformar och andra kostbara och tidsödande steg slopas. Det gör tekniken särskilt väl lämpad för prototyper vilket betyder att beslut om tillverkning kan fattas betydligt snabbare. Materialspillet minskar också avsevärt.

 

 

Från metallpulver till jetmotordelar. Skikt för skikt kan man med hjälp av mjukvara, CAD-modeller och fiberlaser skapa superhållfasta metallegeringar. Brittiska Material Solutions experimenterar nu med titanlegeringar. På bilden en ”förbrännarburk” av nickelsuperlegering. Bild: Material Solutions

 

Kort avbetalning.

Flygtillverkning svarar för 17 procent av omsättningen av 3D-produkter. Terry Wohlers, vars konsultfirma följer branschen, hävdar att flygsektorn är särskilt intressant för tillverkarna eftersom det ofta rör sig om tillverkning i relativt små volymer, där 3D-tekniken ger större kostnadsfördelar gentemot traditionella metoder. Hans statistik uppger att 3D-sektorn 2007 omsatte 1 miljard dollar, redan 2015 var siffran 5,2 miljarder och 2021 väntar han sig att branschen ska uppgå till 26,5 miljarder dollar.

Ett av pionjärföretagen bland tillverkarna av 3D-skrivarna, Makerbot, minskade förra året personalstyrkan med en tredjedel. Det sågs av observatörer som en bekräftelse på att mindre 3D-skrivare för hemmabruk inte lyckats vinna tillräckligt intresse på konsumentmarknaden. Makerbots nya ägare, Stratasys, har också styrt inrikt­ningen mot skrivare för den kommersiella marknaden.

Samtidigt fann professor Joshua Pearce vid Michigan Technological University att en enskild användare snabbt sparade pengar genom att med en egen 3D-skrivare producera allehanda produkter jämfört med att köpa dem färdiga. En av Pearce elever valde 26 vardagsprodukter, inklusive ett duschmunstycke och verktygshållare. Han fann att hans försökskanin kunde spara över 90 procent jämfört med detaljhandelns pris. Skrivaren skulle ha tjänat in sin inköpskostnad på tre år.

Antingen det gäller prylar i plast, där tekniken först har prövats, eller de nya försöken i metall, så bygger skrivarna tålmodigt upp produkterna ett tunt lager i taget.

 

 

De flesta 3D-skrivarna formar sina produkter genom att upprepade gånger skriva ut ett tunt lager av materialet för att sedan på den styrande datorns order börja skriva nästa lager.

 

Hologram.

Nystartade företaget Daqri, baserat i San Francisco, har en teknik där tillverkningen styrs av ett hologram, alltså en tredimensionell avbildning. I tidiga försök har Daqri kunnat tillverka ett gem i ett enda svep – betydligt snabbare än andra skrivare. Begränsningen är att Daqri ännu bara kan tillverka relativt flata produkter med tekniken, annars blir den erforderliga datamängden alltför stor.

En annan begränsning med 3D-skrivare är att när printerns arbete är slutfört blir produkten också färdig och oföränderlig. Om någon detalj blivit fel måste arbetet starta om från början. Men kemister vid Massachusetts Institute of Technology har utvecklat en teknik som låter dem addera nytt material eller sammanfoga flera separat tillverkade delar i ett senare skede. Begränsningen är att det nya materialet bara har denna kapacitet i syrefri om­givning. Men forskarna vid MIT arbetar vidare på att ta fram ett nytt material som kan användas utanför syrevakuum.

Det ska noteras att 3D-skrivarna inte är begränsade till plast eller metall. En rad företag och akademiska forskare har arbetat på en skrivare för användning inom byggnads­industrin. San Francisco-baserade företaget Apis Cor visade nyligen ett litet hus det byggt i betong i Ryssland. Huset är bara 37 kvadratmeter stort. Men Apis Cor byggde det på 24 timmar och till en kostnad av bara 10 000 dollar. Tillsammans med möjlig­heten att producera rundade väggar visar sådana fakta enligt observatörer på 3D-skrivarteknikens potential.

Långsamma, men radikala tekniska förändringar har förändrat historiens gång flera gånger tidigare. Kanske 3D-skrivarens osynliga comeback inträffar snabbare än vi anar? 

 


 

Denna artikel utgavs ursprungligen i Affärsmagasinet Forum 3 2017

0 Jag gillar detta
0 Jag gillar inte detta