3D printing

De wekker gaat. Die heb je gister zelf nog geprint. Werkt prima. Tijd voor een ontbijtje. Met één druk op de knop komt je favoriete maaltijd uit de printer rollen. Je moet naar werk, dus stap je snel in de auto. Natuurlijk ook een 3D print…

Klinkt dit als een beeld uit een science fiction film? Toch is deze toekomst dichterbij dan je misschien denkt. 3D printing is de afgelopen jaren namelijk sterk in ontwikkeling. 3D printers worden steeds veelzijdiger, waardoor je met één printer een breed scala aan objecten kunt printen. En omdat de prijs van de apparaten ook nog eens daalt, wordt de technologie voor iedereen betaalbaar.

Als specialist in 3D printing is Mela Project op de hoogte van de laatste ontwikkelingen in het vakgebied. Maar voordat we dieper ingaan op de fijne details, is het goed om eerst de basismaterie te snappen. Want: hoe werkt 3D printen nu eigenlijk? En hoe zit zo’n printer eigenlijk in elkaar? In deze uitgebreide 3D printing handleiding geven we antwoord op deze vragen en nog veel meer.

3D printing wiki: alle basisinformatie verzameld

Voordat je verdergaat met lezen, is onze handige 3D printing wiki een uitstekend startpunt. In deze wiki vertellen we meer over de ontstaansgeschiedenis van 3D printing en de relatie met technieken zoals Rapid Prototyping en Additive Manufacturing.

Wat al deze technieken met elkaar gemeen hebben, is de laagsgewijze stapeling van filament (het materiaal waaruit objecten worden opgebouwd). Een 3D printer is echter veel kleiner dan de enorme machines die industriële bedrijven gebruiken voor Rapid Protytping en Additive Manufacturing.

3D printer en het gebruikte filament

Een 3D printer is namelijk een klein apparaat, dat qua formaat te vergelijken valt met een reguliere printer. De machine bevat een bouwplatform, waarop de spuitkop het filament laag voor laag deponeert. Zo wordt een driedimensionaal object van onder tot boven opgebouwd.

Die laagsgewijze stapeling is wat de techniek zo interessant maakt. Want beeld je eens in: vrijwel elk voorwerp kan op deze manier worden nagemaakt. De voornaamste beperking zit hem in de gebruikte materialen, want die moeten door de printer verwerkt worden in de vorm van filament.

Dit filament wordt vaak geleverd in de vorm van draad om een spoel. De printer verhit het filament totdat het vloeibaar wordt. Hierna wordt het door de printkop op het bouwplatform gedeponeerd en hardt het na afkoeling geleidelijk uit.

De voor 3D printing gebruikte materialen moeten dus geschikt zijn voor dit proces van verhitting en afkoeling. Door de snelle technologische innovaties van de laatste jaren, verschijnen er steeds meer filamenten op de markt. Van 3D printen met metaal tot 3D prints van menselijk weefsel: het is tegenwoordig allemaal mogelijk.

Veelbelovende toekomst voor 3D printing

Toch zijn er nog altijd objecten die zich lastig laten nabootsen. Om een voorwerp exact te repliceren, moet immers eerst bekend zijn uit welke stoffen het precies bestaat. Deze moeten zich vervolgens lenen voor het 3D printproces. Dit is de reden dat het printen van je ontbijt op dit moment nog wat teveel gevraagd is. Maar in de niet zo verre toekomst zal dit ongetwijfeld veranderen.

Gelukkig zijn er ook nu al talloze voorwerpen die zich uitstekend lenen voor 3D printing. Denk hierbij bijvoorbeeld aan schaalmodellen voor architecten of medische prothesen voor artsen. Bij dit soort prints is het gebruikte materiaal van ondergeschikt belang aan de uiteindelijke vorm van het object. Ook decoratieve items, zoals vazen en kleine beeldjes, zijn tegenwoordig al prima in 3D te printen.

3D printing companies: de 5 grootste bedrijven

De relatief jonge leeftijd van 3D printing als technologie, zorgt dat er voor bedrijven talloze kansen liggen in deze nog altijd uitdijende markt. Er zijn een aantal voorbeelden van ondernemingen die al vroeg insprongen op de trend en hierdoor een sterke marktpositie hebben opgebouwd. Jaarlijks verschijnen er echter nieuwe partijen die een naam voor zichzelf maken in de 3D printing branche.

Dit zijn wereldwijd de grootste bedrijven binnen de sector:

Hewlett-Packard

Hewlett-Packard (HP) is een van ’s werelds grootste technologiebedrijven en is met name bekend van zijn computers, laptops en conventionele printers. Inmiddels heeft het bedrijf zich ook gestort op 3D printing.

En met resultaat, want met name op het gebied van Multi Jet Fusion technologie zet men flinke stappen. Het feit dat zo’n enorme onderneming besluit in 3D printing te stappen, zegt genoeg over de groei en het perspectief van deze markt.

Stratasys

Stratasys was een van de eerste toetreders tot de 3D printing markt en plukt daar nu de vruchten van. Het bedrijf is, naast 3D printen, gespecialiseerd in Additive Manufacturing en houdt maar liefst 600 patenten op dit gebied. De voornaamste hiervan zijn de bekende Fused Deposition Modeling (FDM) en PolyJet printtechnieken.
Specialismen zijn onder meer sectoren zoals de ruimtevaart, gezondheidszorg, automotive en de educationele sector. Ook dochterondernemingen zoals Solidscape en MakerBot timmeren aan de weg met producten waaronder 3D printers.

3D Systems

3D Systems levert zowel services als producten op het gebied van 3D printing. Met name in die laatste categorie zet het bedrijf regelmatig de trend. De ProX DMP 320 is een voorbeeld van een innovatief product dat een nieuwe generatie metaalprinters inluidt. Ook de ProJet MJP 3600 zet de toon op het gebied van factoren zoals printsnelheid en kwaliteit.

Inmiddels is het bedrijf op meerdere continenten actief, waaronder in de Verenigde Staten, Azië, het Midden-Oosten en Europa. Dit is zonder twijfel een van de grootste spelers op het gebied van 3D printers en gerelateerde diensten en producten.

Materialise

Ook in de Benelux zijn grote spelers actief in de 3D printing markt. Een goed voorbeeld hiervan is Materialise, een van oorsprong Belgisch bedrijf dat zowel software als printers maakt. Ook levert Materialise printservice, hierbij ondersteund door een machinepark met maar liefst 140 industriële printers in alle soorten en maten.

Door het bedrijf toegepaste technieken zijn onder meer Stereolithografie (SLA), Selective Laser Sintering (SLS), Fused Deposition Modeling (FDM) en Multi Jet Modeling (MJM). Opdrachtgevers komen uit branches zoals de ruimtevaart, automotive, consumentenelektronica, architectuur, sieraden, mode, kunst en orthopedie.

Organovo

Bioprinting is een onderdeel van 3D printing dat sterk in opkomst is. Het printen met menselijke weefsels biedt een enorm potentieel bij het oplossen van medische problemen. Organovo is een bedrijf dat zichzelf hier al ongeveer een decennium in specialiseert.

De onderneming maakt gebruik van de laatste bioprinting technieken voor het printen van menselijke weefsels en cellen. Deze kunnen niet alleen worden gebruikt voor onderzoek (bijvoorbeeld als vervanging van proefdieren bij cosmetische experimenten), maar ook voor chirurgische ingrepen en een breed scala aan andere toepassingen. Organovo verwacht hier in de toekomst jaarlijks tientallen miljoen euro’s omzet mee te maken.

3D print laten maken in Nederland

Ben je geïnteresseerd in 3D printing? Dan kun je eerst een 3D print laten maken voordat je een printer aanschaft. Dit is de ideale manier om te testen of het eindresultaat aan je verwachtingen voldoet. Ook is het een stuk goedkoper dan de aanschaf van een printer inclusief het benodigde filament. Pas bij veelvuldig gebruik verdien je zo’n grote investering terug.

Shapeways: zelf 3D printing modellen maken

In Nederland kun je bij verschillende partijen een 3D print laten maken. Een bekende partij is bijvoorbeeld Shapeways, dat verschillende opties biedt op het gebied van printing en bijbehorende diensten. Met name voor ontwerpers van 3D modellen zijn de mogelijkheden zeer divers. Zo kun je met behulp van de handleidingen op de website bijvoorbeeld zelf een model ontwerpen, uploaden naar de website en vervolgens laten uitprinten door Shapeways.

Ook als je geen ontwerper bent, kun je echter op de site terecht. Je vindt er namelijk een online marktplaats met duizenden kant-en-klare ontwerpen, die je met één druk op de knop kunt laten printen. Je krijgt de print vervolgens netjes thuis afgeleverd. Inmiddels zegt het bedrijf elke maand al meer dan 10.000 3D prints af te leveren.

3D Hubs: 3D print laten maken bij jou in de buurt

Een vergelijkbaar concept is 3D Hubs, maar dan met een belangrijk verschil ten opzichte van Shapeways. Dit van oorsprong Amsterdamse bedrijf treedt namelijk op als een soort van intermediair tussen 3D print services en consumenten.

Op de website upload je jouw driedimensionale design en kies je de materiaalsoort waarin je wilt printen. Dit kan bijvoorbeeld plastic, nylon, hars of polypropyleen zijn. Hierna kun je zelf kiezen bij welke lokale printaanbieder je jouw ontwerp wilt laten printen. 3D Hubs geeft automatisch een overzicht van de printservices die zich het dichtst bij jou in de buurt bevinden. Dit zorgt ervoor dat je de print vaak zeer snel in huis hebt.

3D printing video’s op YouTube

Na het lezen van dit artikel ben je bekend met de mogelijkheden van 3D printing, maar misschien heb je nog altijd geen 3D printer in actie gezien. Tijd om daar verandering in te brengen!

Op YouTube vind je namelijk talloze video’s van 3D printing, de ene nog mooier dan de ander. 3D printen is een proces dat zich uitstekend leent voor film en dan met name voor een versnelde opname. De laagsgewijze opbouw van een driedimensionaal object zorgt er namelijk voor dat het voorwerp schijnbaar uit het niets tot stand lijkt te komen. En dat blijft eindeloos intrigeren.

Dat blijkt ook wel uit de vele video’s die er op YouTube staan. De versnelde opnames worden ook wel time lapse video’s genoemd en zijn uitermate populair.

Geweldig is bijvoorbeeld de time lapse van deze print van het Colosseum:

Maar ook het printproces achter deze schaakset blijft fascinerend om te zien:

YouTube is niet alleen een fantastisch platform voor het bekijken van leuke 3D printing video’s, maar ook een enorme bron van waardevolle informatie. Zo zijn er talloze handleidingen te vinden over printers, filamentsoorten en onderdelen en delen veel ontwerpers hun kennis met de rest van de wereld.