Friformsframställning

FFF, eller 3D-printing, är ett samlingsnamn som åsyftar en rad olika tekniker. Enligt ASTM kan man dela in dessa i sju huvudgrupper: vat polymerization, material extrusion, material jetting, binder jetting, powder bed fusion, directed energy deposition, och sheet lamination. Teknikerna saknar generellt sett svenska översättningar.

Vat polymerization bygger på en teknik där en resin härdas lager på lager med hjälp av laser eller UV-ljus. Stereolitografi faller under denna kategori. Stereolitografi var den första FFF-tekniken som kommersialiserades i USA på 80-talet.

Material extrusion, eller materialextrudering bygger på den vanligt förekommande extruderingsteknik som används inom produktion av plaster. I den vanligaste tekniken, filament fusion deposition (FDM), så har man en plasttråd som först smälts i ett extruderhuvud, för att sedan läggas ut lager på lager by en så kallad byggplatta. Semi-solid extrusion (SSE) är ett exempel på en annan extruderingsmetod där man istället använder geler eller andra halvfasta material vid tillverkningen.^[3]

Filamentet, som är en kärnkomponent i FDM-teknologin, är en tunn, flexibel plasttråd som agerar som material för 3D-utskriften. Det finns i olika materialtyper, inklusive ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), PLA (Polylactic Acid), PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol), nylon, och många andra, var och en med unika egenskaper som temperaturresistens, styrka, flexibilitet, och biologisk nedbrytbarhet. Dessa material väljs baserat på de specifika kraven för det slutliga objektet, som kan variera från prototyper till färdiga produkter.^[4]

Powder bed fusion (PBF) är en vanlig teknik för både plaster och metaller. I dessa tekniker är råmaterialet i pulverform. Pulvret sprids först ut i ett tunt lager på en byggplatta. Pulvret smälts eller sintras sedan med hjälp av en värmekälla. För metaller kan värmekällan antingen bestå av laser eller en elektronstråle.^[5] Lasertekniken kallas enligt ASTM-standard Powder Bed Fusion - Laser Beam (PBF-LB), och elektrontekniken Powder Bed Fusion-Electron Beam (PBF-EB). Det svenska företaget Arcam var det första företaget i världen att kommersalisera PBF-EB-tekniken, och var länge det enda företaget att producera PBF-EB-maskiner. Arcam kallar sin teknik för Electron Beam Melting, eller EBM, an akronym som ofta används synonymt med PBF-EB.

På experimentstadium tillverkas idag biologiska strukturer, genom att dels bygga en "klätterställning" av bakterieodlad nanocellulosa, dels fylla på med odlade mänskliga stamceller, eller IPS-celler (inducerade pluripotenta stamceller).^[6] Inom läkemedelsområdet forskas det bland annat på om hur olika läkemedelssubstanser kan inkorporeras i 3D-skrivna formuleringar, exempelvis 3D-skrivning av emulsionsgeler innehållandes svårlösliga substanser. Läkemedelsforskningen inom 3D-skrivning innefattar också hur additiv tillverkning kan användas för att individanpassa läkemedel till patientens behov, såsom anpassning av dosering, storlek eller smak.^[3][7]

 

Sedan enkla 3D-skrivare för privat bruk kom på marknaden kring år 2010 har entusiaster banat väg för en bredare användning. Ett exempel är RepRap vars idé är en 3D-skrivare som kan framställa nya 3D-skrivare och på så sätt göra tekniken tillgängligare som öppen hårdvara. Det finns också öppna samlingar av 3D-modeller speciellt avsedda för att skrivas ut.^[8] Genom möjligheten att med liten insats tillverka enstaka exemplar, direkt efter en befintlig modell eller med små modifieringar, kan FFF som metod ge hobbytillverkning för eget bruk eller småskalig försäljning en renässans.

• Laserskanning