Det lyder som et vilt framtidsscenario når man hører at man kan helle litt materialer inn i en maskin, trykke på en knapp på datamaskinen og få bygget nesten hva som helst.

Men primitive utgaver av vidundermaskinen har eksistert i over 20 år og kalles 3D-printere, fordi de fra bunnen og lag på lag oppover printer ut objekter i tre dimensjoner.

3D-printere koster minst 100 000 kroner og brukes mest av bedrifter til å lage modeller av arkitektur, design eller raske prototyper av produkter.

Men blant andre Jeremie Pierre Gay, som selv er i gang med å bygge en 3D-printer i Aalborg, spår at 3D-printeren om ganske få år blir mye billigere, rykker inn hjemmet og blir en slags liten, personlig fabrikk.

3D-printeren kan bygge nesten alt

En typisk 3D-printer virker ved å legge ned en tynn bunn av pulver. Maskinen limer deretter sammen deler av pulveret med en klebrig væske eller bruker en laser til å sørge for at mønstre i pulveret smelter sammen og danner fast form.

3D-printeren gjentar prosessen lag for lag. Til sist blåses det løse pulveret vekk og tilbake står bare det faste, sammenlimte pulveret, som nå danner en tredimensjonal form.

I prinsippet kan man bygge alle tenkelige strukturer, og år for år utvikles metoder til å printe med flere slags materialer, slik at man forestiller seg at printerne en dag kan bygge nesten alt.

Print en reservedel til bilen

Blander man for eksempel metall i pulveret, kan en 3D-printer bygge funksjonsdyktige reservedeler til biler.

Med en 3D-printer kan man dermed holde liv i gamle biler, som den amerikanske talkshowverten og bilentusiasten Jay Leno forklarer i denne videoen.

– La oss prøve å se oss selv om fem år: Du elsker gamle biler, og du har et verksted hvor du reparerer en gammel bil. Du oppdager at du mangler en del, og du kan ikke finne denne delen noen steder fordi ingen lengre produserer bilen, forteller den franske 3D-printer-eksperten Jeremie Pierre Gay.

– Med en 3D-printer basert på laserteknologi kunne man bygge en metalldel i en fei. Delen ville være så perfekt at det ikke lengre er snakk om en prototype; det er det ferdige produktet, fortsetter han.

– Man kan selv designe produktet, eller bilprodusenten kan selge 3D-tegninger av reservedeler til bilen på nettet. Folk kan kjøpe 3D-modellen og kanskje modifisere den, og så vil de være i stand til å tilpasse alt i bilen til sitt individuelle behov, sier Gay.

Enhver handymans drøm

Det samme gjelder hvis noe i hjemmet går i stykker.

– La oss si at man har en vaskemaskin som ikke lengre virker. Før man kaster den og kjøper et ny for 10 000 kroner, så kan man prøve å åpne den for å se hva som er galt, forteller han.

– Ofte vil man se at det er en bitte liten plastikkdel som er gått i stykker, og det er derfor hele maskinen ikke virker.

– I prinsippet kunne man gå til 3D-printeren, som har en 3D-skanner innebygget. Man skanner inn den lille delen, printer ut et ny og skifter den ut, og så virker maskinen igjen. Man kunne bruke den til å reparere alt. Det er enhver handymans drømmeverktøy, sier den franske 3D-printer-eksperten.

Han samarbeider selv med Aalborg Universitet om utviklingen av en printer som kan «skrive ut» levende organer.

Julenissemaskin

Faller en glasskål ned på gulvet og går i stykker, kan man i fremtiden, med en 3D-printer, gjenbruke materialet til å printe et nytt.

Gay forklarer at 3D-printeren også er blitt kalt en julenissemaskin, fordi den kan brukes til å printe ut alle slags leketøy. For eksempel kan man allerede nå printe sin egen figur i World of Warcraft, slik at man får laget sin helt egen, unike actionfigur.

Printerne vil også bli i stand til å spytte ut elektronikk, slik at det ifølge Gay om 10-15 år vil bli mulig å printe en ny fjernkontroll hvis den gamle skulle forsvinne.

3D-printer kan kopiere seg selv

Kirurger vil også kunne dra nytte av 3D-printere. De vil kunne printe ut en modell av en pasients skjelett, som de kan øve seg på før de går i gang med selve operasjonen. Dessuten kan printeren bygge implantater som er individuelt tilpasset til pasienten.

Den hellige gralen er en 3D-printer som kan kopiere seg selv. Og den oppfinnelsen er faktisk på vei.

Den selvrealiserende printeren kalles RepRap, og utviklingen av maskinen er nådd så langt at den kan bygge 60 prosent av en 3D-printer – de elektroniske komponentene må man kjøpe i tillegg og sette inn i maskinen.

Materialene til å lage en RepRap koster bare 3500 kroner. Så alle kan få sin helt egen 3D-printer og til og med printe en kopi til naboen.

Slik virker en 3D-printer

Det finnes flere forskjellige teknikker til å printe i 3D med – her er det de mest vanlige:

Den eneste teknikken som kan brukes til å printe ut objekt i farger er samtidig den raskeste og fungerer ved at 3D-printeren først legger en flat, tynn bunn av fint pulver. Det kan bestå av mel, kunstharpiks, gips, keramikkpulver eller glasspulver.

Når den løvtynne pulverbunnen er lagt, begynner printerhodet – akkurat som i en vanlig blekkprinter – å bevege seg bortover pulveret etter det mønsteret som tegningen på datamaskinen foreskriver.

Men i stedet for blekk er printerhodet fylt med en klebrig væske. Når den klebrige substansen printes ned i pulverunderlaget, reagerer væsken med pulveret, binder sammen partiklene og blir fast.

Et nytt, tynt lag pulver legges deretter bortover det første, og blir en del av pulveret bundet sammen med væsken i printerhodet. Prosessen gjentas lag på lag, inntil den ønskede 3D-strukturen er bygget.

Bare det pulveret som blir limt sammen med den klebrige væsken ender som en del av det ferdige produktet, mens resten blåses vekk.

En annen lignende teknikk kalles Selective Laser Sintering. Her er forskjellen at pulveret er basert på nylon, og i stedet for å printe med en væske, varmes bestemte mønstre opp i nylonpulveret av en laser, slik at det plastikkaktige pulveret smelter sammen og danner en fast form.

Andre 3D-printere kan printe direkte med oppvarmet, flytende plast som størkner kort etter at det har forlatt munnstykket i det ønskede mønsteret.

Når det første laget plast er lagt, legges det andre ganske enkelt oppå, og slik fortsetter printeren etasje for etasje, akkurat som når man bygger et høyhus.

Referanse og lenker

Jeremie Pierre Gays hjemmeside

RepRaps hjemmeside

Wikipedia om 3D-printere (engelsk)