Vicedirektør Hans Nørgaard Hansen og rektor Anders Bjarklev

FABLAB - DTU Mekaniks kreative 3D printerlaboratorium

DTU Mekaniks nye 3Dprinter-laboratorium, FABLAB åbnede d. 1. marts 2013 som Nordens mest veludstyrede og største maskinpark til både forskere og studerende. FABLAB tilbyder også undervisning i hvordan man bruger 3D print, og i 2013 stod de ansatte for undervisningen i 3D print for 80 masterstuderende, 2-300 studerende og ellers omkring 15 crash kurser i teknologien. 3D printerne i FABLAB holder stort set kun pause om natten og siden åbningen i marts har de printet emner ud af 265 km af den plasttråd, der sidder på de ruller man sætter i printerne. Det er en afstand som svarer til afstanden fra Lyngby til Vejle.

Kreative problemløsninger med 3D print
FABLAB er hurtigt kommet til at fungere som kreativt eksperimentarium til udvikling og design af prototyper og nye materialer.  Nemlig da studerende fra Roadrunners holdet som tilhører sektionen termisk energi (Thermal Energy), kastede sig over 3D printerne for at udvikle dele til deres bil. Økobilen, Dynamo 9.0, vandt senere Shell Ecomarathon i Holland.

Topologioptimeringsgruppen fra sektionen faststofmekanik har brugt 3D printerne til at fremstille et materiale med en struktur som ellers har været stort set umulig at fremstille med den præcision, det kræver for at opnå de ønskede egenskaber. Forsker Fengwen Wang har for eksempel fremstillet et materiale i laboratoriets 3D printere med en struktur som har den effekt, at det udvider sig sidelæns når det udsættes for et horisontalt træk. Det er materialeegenskaber, som er spændende for industrien i forbindelse med produkter som versatile motion transformers, hydrophones and damage-resistant sandwich cores.

Joe Alexandersen, som også er forsker ved sektionen for faststofmekanik, har brugt 3D print til designudvikling i forbindelse med afkøling. Han har brugt topologioptimering til at finde den rigtige fordeling af materialet, så designet kan få de bedste vilkår for afkøling. I den sammenhæng har han 3D-printet en model som så kan danne udgangspunkt for et nyt design og som kan blive testet eksperimentelt og sammenlignet med andre heat sinks.

 3D printede figurer
 En del af de 405 studerende i FABLAB har været gennem en 3D-scanner og er blevet printet i miniatureudgaver. Fotograf: Flemming Jørgensen.

Billige løsninger på praktiske problemer
I FABLAB er det nu ikke bare forskeres og studerendes projekter som maskinerne stille og roligt bygger op lag på lag i plast eller gips i mange forskellige farver, man løser også forskellige opgaver for firmaer udenfor DTU eller for forskere på andre institutter som skal have en løsning på et praktisk problem. Laboratorieingeniør Jakob Skov Nielsen er leder af FABLAB og tager sig af drift og undervisning i printshoppen, og sammen med IT-supporter Jannick Schultz ser han mange kreative og billige løsninger med 3D printerne.

På den måde fik en forsker fra DTU Biosustain, Hanne Bjerre Christensen, løst et praktisk problem på en billig måde da hun fik 3D printet 16 bakker med helt bestemte mål til at stille prøveglas i. Ellers ville løsningen have heddet et dyrt standardprodukt fra en enkelt producent. Men med 3D teknologien kan man selv tegne sin genstand i 3D tegneprogrammer, printe emnet i løbet af dagen og stå med en velfungerende løsning til få kroner og ikke en regning på flere tusinde som skal dækkes ud af et projekt- eller institutbudget.

Ind i mellem får Jannick Schultz eller Jakob Skov Nielsen også forespørgsler på opgaver som er alt for omfattende til at det kan lade sig gøre at løse dem i praksis. Som da redaktionen på et større dansk nyhedsmedie spurgte til prisen for at få 3D scannet og printet redaktionsmedlemmernes hoveder. Eller da et stort kunstmuseum spurgte om det dog ikke kunne lade sig gøre at lave et 3D print af et omfattende 2x2 m stort arkitektlayout til en tilbygning på et par uger. ”Så må vi pænt sige nej,” fortæller Jakob Skov Nielsen, ”eller give dem prisen for hvad et 3D printerfirma ude i byen vil tage for den samme opgave.”

 

Forskning: Ny målemetode til hyperkomplekse former
David Bue Pedersen tager sig af forskningsaktiviteterne i FABLAB. Han lægger stor vægt på de mange nye muligheder som teknologien åbner. Han beskriver 3D print som den tredje industrielle revolution og en teknologi som kan sammenlignes med internettet i den betydning det vil få for både den almindelige forbruger, for entreprenører der udvikler prototyper og for produktionen i mindre virksomheder. Med 3D print kan forbrugere, opfindere eller virksomhedsejere selv fremstille eller designe små genstande/ produkter som de har brug for uden at skulle vente på levering fra en større produktionskæde.

En af de meget store fordele ved 3D print som ny produktionsteknologi er, at man kan lave hyperkomplekse friformsgeometrier. Man kan fremstille former, der er så komplekse at de ikke lader sig fremstille i praksis på andre måder. Den form for geometrisk frihed har en produktdesigner og -udvikler bare svært ved at få lov til at sætte i produktion på grund af de krav, der stilles til kvalitetskontrol ved enhver form for industriel fremstilling. De meget avancerede former fremstillet via 3D print lader sig nemlig ikke opmåle på normal vis, og derfor har de indtil videre ikke kunnet indgå i en industriel produktion.

Her har David Bue Pedersen så udviklet et system der benytter computer vision til at opmåle 3D printede emner mens de bliver lavet. Det er nemlig således at alle 3D print teknikker er lagdelte. Man printer lag-på-lag. Hvis der tages et billede af hvert lag lige når det er blevet bygget, og inden der er bygget ovenpå, kan hele emnet affotograferes, og kontrolmålingen kan udføres fra denne tredimensionale rekonstruktion af emnet der bygges. Denne målemetode er af stor betydning for muligheden for at udnytte 3D print-teknologien fuldt ud, og metoden har været et af fokusområderne for David Bue Pedersens projekter. I den sammenhæng er Eythor Eríksson netop blevet ansat som ph.d. studerende for at  udvikle systemet yderligere på tværs af institutterne DTU Compute og DTU Mekanik.

 

 3D printede emner.
3D-print er en produktionsteknologi hvor man kan fremstille hyperkomplekse, geometriske design. Fotograf: Flemming Jørgensen.

 

Så mange studerende var været igennem FABLAB i 2013:

 

41782 - Produktionsteknologi, øvelser:

ca. 60 studerende, forår (10 dage med 6 studerende per. hold i snit)

ca. 60 studerende, efterår (10 dage med 6 studerende per. hold i snit)

 

41713 - Produktionsteknologi og Produktionsstyring:

ca. 60 studerende (10 dage med 6 studerende per. hold i snit)

 

41030 - Design af mekatronik:

55 studerende

 

31373 - Automation, components and systems.

ca. 30 studerende

 

Projektstuderende (specialkurser, fagpakke, bachelor, master, phd)

ca. 20

 

Tilmeldte til crash-kurser i 3D print v. Jannick (tekniker i FABLAB):

ca. 100 (køres forår+efterår 2 gange om ugen, maks 6 pr hold)

 

I alt løber dette op i: 405 studerende.

 

 

 

Kontakt

David Bue Pedersen
Forsker
DTU Mekanik
45 25 48 10

Kontakt

Jakob Skov Nielsen
Laboratorieingeniør
DTU Mekanik
45 25 47 23
http://www.mek.dtu.dk/Forskning/Temaartikler/FABLAB
21 NOVEMBER 2017