Doorzoek volledige site
10 april 2014 | JANNES ZWAENEPOEL

Dossier 3D-Printing: revolutionaire techniek

De Micro 3D Printer van M3D LLC haalde al meer dan 2 miljoen Dollar op Kickstarter. De crowdfundingcampagne loopt nog 27 dagen. Illustratie | Kickstarter
De Micro 3D Printer maakt gebruik van filamentrollen en kan PLA of ABS plastic printen. In de toekomst zouden er nog meer materialen compatibel worden. Illustratie | Kickstarter
De vijfde generatie van de MakerBot werd in januari dit jaar gelanceerd. Illustratie | Reprapcentral
De Printrbot is personaliseerbaar en komt in verschillende maten en gewichten. Illustratie | Printrbot
Van een koffiekop tot dit vuurwapen, een 3D printer kan zo goed als alles afdrukken. Illustratie | London Museum

De laatste jaren is 3D-printing stevig in opmars. Steeds vaker lezen we verhalen over nieuwe objecten die door 3D-printers gedrukt zijn. Meestal gaat het om oorbellen of andere prullaria. Maar soms zoeken hobbyisten en wetenschappers de controverse op. Een recent ontworpen functioneel plastic wapen is hiervan het beste voorbeeld. Architectura.be gaat in dit vierdelige dossier op zoek naar de voor- en nadelen van 3D-printing. Dit eerste hoofdstuk belicht 3D-printing in het algemeen en delft dieper naar de verschillende technieken die 3D-printers gebruiken.

Charles Hull bedacht in 1984 een proces om objecten laag voor laag op te bouwen met behulp van een industriële printer. Stereolithografie was geboren. Twee jaar later richtte hij 3D Systems op om de technologie te commercialiseren. Tegenwoordig zijn er verschillende bedrijven die verder bouwen op de ontdekking van Hull.


Nieuwe technologie

Na de ontdekking van Hull zijn er in de loop der tijd verschillende technieken ontwikkeld om computertekeningen tot leven te laten komen. Zo maakt Direct 3D Printing gebruik van de inkjet technologie, die al sinds de jaren 60 bestaat. Verschillende mondstukken in de printer spuiten een mix van dikke wax en plastic polymeer op een oppervlak. Door de mondstukken op 3 assen te laten bewegen kan er laag per laag gebouwd worden aan een object. Direct 3D Printing is sinds 1994 commercieel succesvol te noemen.

Fused Deposition Modeling (FDM) is een afgeleide vorm van Direct 3D Printing. Deze veel voorkomende techniek maakt gebruik van verschillende zeer kleine mondstukken die gesmolten plastic in dunne lijntjes spuiten.


Verschillende materialen

Binder 3D Printing is een andere techniek die gebruik maakt van inkjet mondstukken. Het verschil zit hem in het materiaalgebruik. In tegenstelling tot Direct 3D Printing, waarbij de materialen direct gemengd worden, gebruikt  Binder 3D Printing twee aparte materialen: een droog, fijn poeder en een vloeibare lijm. De printer spuit eerst een laagje fijn poeder waarna een tweede mondstuk deze laag impregneert met lijm.

Het platform, waarop de printer het object bouwt, zakt na het uitharden een beetje om de volgende laag te kunnen opbouwen. Dit herhaalt zich tot het object afgewerkt is. Binder 3D Printing is efficiënter dan Direct 3D Printing omdat er minder materiaal gebruikt wordt. Gebruikers kunnen verschillende materialen kiezen, zo behoren metaal en keramiek tot de mogelijkheden.


Laser

Een doorbraak in het gebruik van lasers leidde tot twee nieuwe 3D printing-technologieën. Zo werkt Photopolymerisatie met een uv-laser die vloeibare druppels plastic uithardt tot een bruikbaar object. Ook hier wordt het geprinte voorwerp laag per laag opgebouwd.

De tweede technologie heet Selective Laser Sintering (SLS) en smelt fijne deeltjes materie aan elkaar met behulp van een laser. Het plastic poeder is brandresistent en vormt, eens gesmolten, een harde laag materiaal. De technologie is gebaseerd op de traditionele laserprinters die inkt smelten zodat de inkt blijft plakken aan het papier. Een voordeel van deze technologie is dat sintering natuurlijk compatibel is met bewerken van metalen objecten. De technologie kan, in vergelijking met traditionele methoden zoals het gieten van vormen, een grotere precisie garanderen bij het maken van metaalproducten.


Elke huiskamer één

3D-printers komen dus in verschillende soorten en maten. Het meest gebruikte type is echter het FDM-model. Dankzij de eenvoud van werken en het efficiënte productieproces is deze printerconfiguratie het populairst bij het gemiddelde, technologisch-nieuwsgierige gezin.En het aantal hobbykamers waar een 3D-printer aanwezig is, zal enkel maar toenemen. Door de toenemende competitie dalen de prijzen elk jaar.

Investeerders stormden deze week naar de crowdfunding website Kickstarter om de Micro 3D-printer te kopen. Deze kleine kubus kost iets meer dan 200 euro en kan objecten tot 10,9 x 11,3 x 11,6 cm groot in verschillende soorten materialen printen. Een uur na de start van de Kickstartercampagne werd er ruim 1 miljoen dollar ingezameld. Momenteel staat de teller op 2 miljoen dollar.


Revolutie

En daarmee lijkt de toekomst van 3D-printers verzekerd. De technologie ontwikkelt zich razendsnel en steeds meer mensen laten zich verleiden. Hoe kan het ook anders? Beloftes van eigen minifabriekjes en de mogelijkheid om voorwerpen te maken die daadwerkelijk nuttig en bruikbaar zijn, laten de fantasie en creativiteit van de mensen de vrije loop.

De kosten die er nu nog zijn smelten als sneeuw voor de zon en hoewel het materiaal waarmee de printers hun taak volbrengen ook nog eens geld kost - zo'n 10 euro voor 225 gram plastic filament, lijkt de technologie de aantrekkingskracht te hebben van een sirene. Als dat maar goed afloopt.