30 år som frontløber på 3D-print

I 1989 købte Teknologisk Institut den første 3D-printer, da teknologien havde et spændende potentiale i forhold til produktudvikling og prototyper, som også på det tidspunkt var et af fokusområderne på instituttet. Siden dengang har 3D-print udviklet sig voldsomt, og 30 år senere er teknogien nu ved at få sit industrielle gennembrud i Danmark – og Teknologisk Institut står stadig i front for udviklingen med åbningen af Center for Industriel 3D-print.

Historien om 3D-print på Teknologisk Institut startede faktisk allerede i 1988, hvor vi på instituttet begyndte at læse om teknologien, som første gang var blevet vist på en messe i USA i 1987. Interessen blev hurtigt vakt, da 3D-print blev set som en spændende teknologi i forhold til produktudvikling.

I 1988 havde Teknologisk Institut et videnhjemtagningsprojekt med mulighed for at sende folk ud i verden for at hjemtage viden om de nyeste teknologier. I den forbindelse sendte instituttet en mand til USA i et halvt år, hvor han fik indsigt i de forskellige 3D-printteknologier, der var undervejs – bl.a. SLA (Stereolitografi), som stadig er at finde på Teknologisk Institut i dag. Faktisk var det den hjemlige industri i form af bl.a. LEGO og Danfoss, der var med til at finansiere dette ophold.

I 1989 tog bl.a. BIBA i Tyskland og SINTEF i Norge initiativ til at lave et EU-projekt på området, og da de hørte, at Teknologisk Institut allerede var i gang med at undersøge 3D-print, kom instituttet med som projektleder. Projektet, som blev kaldt ’Instant Cam’, skulle afklare, hvad 3D-printteknologien kunne bruges til, og det var i forbindelse hermed, at Teknologisk Institut købte den første 3D-printer, som faktisk var en af de første printere i Europa overhovedet - kun Electrolux i Sverige og BIBA havde købt en forinden.

I videoen herunder kan du høre om udviklingen i 3D-print gennem de seneste 30 år - artiklen fortsætter under videoen

Stor nysgerrighed omkring den nye teknologi
Herfra gik det slag i slag, og der var mange besøg på Teknologisk Institut fra virksomheder og universiteter, som gerne ville høre om, hvad der skete på dette område, ligesom instituttet kom med i flere EU-projekter inden for 3D-print. Bent Mieritz, som var daværende Centerchef for Produktudvikling på Teknologisk Institut blev sågar sat i spidsen for et fælleseuropæisk initiativ – Concerted Action – som havde fokus på 3D-print og hvor de forskellige 3D-printprojekter overlappede, og hvor de kunne få nytte af hinanden. Så allerede dengang var Teknologisk Institut i spidsen for udviklingen på området.

Kendetegnende for de første typer printere var, at det var væskeprintere, så der var egentlig tale om en støbeproces, hvor der blev sendt en laserstråle ned i en akrylvæske, som fik væsken til at hærde op til et emne, der hvor laseren ramte.

- Faktisk forlød det på historierne fra USA, at teknologien opstod ved en fejl, sådan som man ofte ser det ved nogle af de store opfindelser – hvor man pludselig opdager noget, der slet ikke skulle ske, men som viser sig at være værdifuldt, fortæller Bent Mieritz, som i dag er seniorspecialist på Teknologisk Institut.

Uvurderlig hjælp i produktudviklingen
På Teknologisk Institut valgte vi at starte med 3D-print fordi det var alletiders værktøj i produktudviklingen. Med teknologien kunne man tegne noget i 3D, og efterfølgende kunne man få emnet fremstillet i en fysisk form, der kunne bruge som beslutningsværktøj, som folk kunne samles om og vurdere, om alle detaljer var, som de skulle være. Så allerede dengang var det et uovertruffet beslutningsværktøj i produktudviklingen - og det er det stadig.

I starten blev 3D-print især brugt til modeller i produktudviklingsfasen. Akrylmaterialet var nemlig ikke ret godt, så hvis man tabte et emne på gulvet eller brækkede lidt i det, gik det i stykker. Hen ad vejen begyndte materialerne så at blive bedre, og så kunne man kalde det prototyper, hvor man også kunne teste forskellige funktioner på emnet.

Reducering af udviklingstiden
En af de gode cases fra de tidlige år med 3D-print var en stor produktudviklingsopgave for Bang & Olufsen, som skulle udvikle en ny radio, som skulle laves med 3D CAD og 3D-print. Teknologisk Institut blev involveret på 3D-print området og lavede mere end 100 modeller i forløbet, og Bang & Olufsen konstaterede efterfølgende, at deres udviklingsproces var blevet nedsat fra 3 til 1 år med denne tilgang.

- I det hele taget tog markedet godt imod teknologien og ville gerne afprøve 3D-print til mange forskellige områder for at finde ud af, om man kunne bruge det, og hvordan man kunne bruge det. Men da vi på Teknologisk Institut gik ind i teknologien vidste vi slet ikke, om der var et marked, udover at det var et godt værktøj til produktudvikling, fortæller Bent Mieritz

Villigheden til at prøve teknologien var der altså fra starten, og så måtte man leve med, at overfladerne ikke var så gode. Det skyldes, at man byggede i trin, og at tolerancerne ikke var så nøjagtige på det tidspunkt.

- Men hvis vi kunne få et emne og putte det ind i et produkt og se, om det virkede, så gjorde det ikke noget, at overfladerne ikke var så gode, hvis de ikke var synlige, lyder det fra Bent Mieritz

Så i forhold til produktudvikling og reduktion af udviklingstiden flyttede 3D-printteknologien virkelig noget fra start, og før årtusindskiftet blev det set som store landvindinger. En væsentlig mulighed i den forbindelse var ligeledes, at man kunne sende modeller til støberierne, som så kunne bruge dem i deres normale støbeprocesser – så i stedet for at det tog 3-4 uger at få et metalemne frem, kunne man få det på 1 uge.

Fra prototype til produktion
Siden årtusindeskiftet har udviklingen inden for 3D-print flyttet sig langt, og især de seneste 10 år har været karakteriseret ved et skift fra prototype- til produktionsteknologi. I dag er der en lang række færdige produkter, der bliver 3D-printet, og udfordringerne ser da også anderledes ud end i 1989, hvor der var helt andre krav til printere, komponenter, kvalitetssikring og pris.

De største udfordringer – eller barrierer om man vil – når man spørger det brede marked i dag, er kvalitet, pris, samt viden og kompetencer. Med hensyn til de kvalitet og pris går udviklingen rigtig stærkt, og Jeppe Byskov, der i dag er leder for Center for Industriel 3D-print på Teknologisk Institut, er ikke i tvivl om, at 3D-print vil være konkurrencedygtigt med traditionelle fremstillingsteknologier på disse områder inden for meget kort tid – i hvert fald på de emner, som det giver mening at 3D-printe.

- Det er blevet økonomisk favorabelt at 3D-printe flere og flere emner, og kvaliteten er som den skal være, hvilket både er demonstreret af bil- og flyindustrien. Viden og kompetencer er til gengæld en flaskehals, nu hvor 3D-printteknologien skal helt ud i industrien – for mange er teknologien nemlig stadig helt ny. Men der findes heldigvis mange uddannelsestilbud på området, og mange har fået øjnene op for behovet, så vi skal nok nå i mål, lyder det fra Jeppe Byskov.

Metalrevolutionens indtog
Det er nok ikke at tage munden for fuld at kalde introduktionen af metalprint for den største gamechanger inden for 3D-print gennem de seneste 10 år.  Metalprint giver nogle helt nye markeder og muligheder – især inden for industriel produktion - og udviklingen går rigtig hurtigt på dette område, så det hele tiden bliver billigere og bedre. Samtidig begynder vi at se nye standarder på området, og folk bliver bedre og bedre til at udnytte mulighederne.

Det at Teknologisk Institut har 30 års erfaring er helt unikt inden for 3D-print, og Jeppe Byskov oplever og bruger erfaringen hver dag i dialogen med kunderne.

- Vi har oplevet alt, hvad man kan opleve med 3D-print, så vi kan hjælpe kunderne med ikke at begå nogle af de fejl, som allerede er blevet begået. Desuden har vi et overblik over det her forholdsvis uoverskuelige marked, hvor der er enormt mange teknologier og anvendelsesområder, så vi kan hjælpe virksomhederne med at sortere i det, så de kan spare noget tid og hurtigere finde ind til, hvor 3D-print kan give værdi for dem, slutter Jeppe Byskov.

Det næste store skridt for 3D-print bliver, at teknologien kommer ud på det brede fremstillingsmarked, og her skal det nye Center for Industriel 3D-print hjælpe til. Som nævnt har 3D-print tidligere primært været brugt til prototyper samt nicheprodukter, mens nogle af de store industrielle drivere har været fx fly- og bilindustrien. Men i dag er 3D-print godt på vej ud i den bredere industri, og det er her, det virkelig store potentiale ligger for danske virksomheder – et potentiale vi glæder os til at støtte op om på Teknologisk Institut.