Artikel website

Nederlandse organisaties met artikelen voor bedrijven

3D printing, wat is het?

3D printing, een voor de leek vaak nog onbekende en misschien zelfs onwerkelijke uitvinding. Wat is het eigenlijk? Hoe is het mogelijk om aan de hand van een bouwtekening iets overal ter wereld uit te kunnen printen? 3D printing is een techniek om aan de hand van een bouwplan een 3-dimensionaal object te maken. Enkele decennia geleden stond het nog in de kinderschoenen en was het alleen bekend bij experts. De eerste stappen richting 3D printing zijn al in 1951 gemaakt door Muntz. Hij had namelijk het idee om een driedimensionaal object te maken uit verschillende lagen. Deze lagen zouden aan de hand van het blootstellen van fotogevoelig hars aan licht, worden verhard. In 1979 kwam een toevoeging op dit idee, namelijk steeds laagjes poeder te gebruiken in plaats van fotogevoelig hars. Al gauw ging het Amerikaanse leger zich ook verdiepen in de 3D print technieken. In de jaren 90 werden de eerste commerciële 3D printers gemaakt. Tegenwoordig is het steeds toegankelijker voor iedereen en worden de mogelijkheden steeds groter. Hierdoor wordt 3D printing ook in steeds meer verschillende omgevingen gebruikt. Denk bijvoorbeeld aan het maken van instrumenten voor artsen of het printen van onderdelen voor architecten maar ook alledaagse dingen kunnen worden geprint zoals theekopjes of een tabakspijp. Er zijn zelfs mogelijkheden om voedsel te printen of misschien in te toekomst zelfs wel organen. De eerste 3D printers maakten gebruik van metaal als productiestof. Nu zijn er legio aan materialen die kunnen worden gebruikt voor 3D printing. En waarschijnlijk zullen er in de toekomst steeds meer materialen bijkomen waarmee nieuwe producten kunnen worden gebouwd. Een aantal veelgebruikte materialen van dit moment zijn:

  • Nylon
  • Polycarbonaat
  • Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)
  • Polylactic Acid (PLA)
  • Hout
  • Hips
  • PolyVinyl Alcohol (PVA)

3D printing materialen

Van voorgaand genoemde materialen zullen enkele worden toegelicht. Een veel gebruikt materiaal voor 3D printing is nylon. Nylon heeft veel voordelen, zoals het hebben van een goede oppervlaktekwaliteit. Verder heeft nylon een chemisch- en mechanisme voordeel ten opzichte van veel andere soorten materialen. Nylon is een stabiele kunststof die zowel op een flexibele als harde manier kan worden geprint. Bovendien kan nylon in alle kleuren worden geprint of een transparante vorm aannemen. Er zijn enorm veel voorbeelden te bedenken van 3D printing met nylon. Enkele voorbeelden zijn sieraden, kleding, medische toepassingen en modelbouw. Een ander materiaal dat veel wordt gebruikt bij 3D printing is Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS). Dit materiaal is onder andere geschikt voor huishoudelijke producten. ABS is een stabiele kunststof die uit aardolie wordt geproduceerd. Voordelen van dit materiaal zijn dat het erg stevig is, vaatwasbestendig is en een hoge duurzaamheid heeft. Voorbeelden van producten die aan de hand van dit materiaal kunnen worden gemaakt zijn:

  • servies
  • kinder speelgoed
  • golfclubs
  • stoelen
  • bestek

Een materiaal dat nog maar kort wordt gebruikt voor 3D printing is HIPS. Sinds het bekend is wordt het steeds meer gebruikt omdat het goede eigenschappen heeft. HIPS heeft is net als ABS een sterke en stijve kunststof en kan in allerlei kleuren worden geleverd. Een ander voordeel van HIPS is dat het nadien nog kan worden geschuurd of bewerkt. Verder is het een hittebestendig materiaal en is het hygiënisch, waardoor het geschikt is voor het printen van bijvoorbeeld bestek of bakjes. Polylactic Acid is een ander materiaal dat wordt gebruikt voor 3D printing. Het onderscheid zich van andere materialen doordat het heel milieuvriendelijk is. Het wordt namelijk van natuurlijke grondstoffen gemaakt zoals mais en suiker. Een bijkomend voordeel is dat er geen stank vrijkomt tijdens het printen, zoals de meesten plastic materialen wel doen. Zelfs hout kan al worden gebruikt om 3D te printen. Om dit te kunnen doen is het wel belangrijk dat er vocht bij het hout kan komen zodat het hout niet broos wordt. Hout heeft als voordelen dat het sterk is en dat het naderhand nog kan worden bewerkt. Zo kan het product nog worden geschuurd of gelakt of er kan bijvoorbeeld een kleurtje aan worden gegeven. Dit materiaal wordt gebruikt voor verschillende typen producten. U kunt bijvoorbeeld denken aan speelgoed, bestek, handvatten, tafels of sieraden.

3D printing technieken

Zoals eerder is uitgelegd wordt een object geprint door verschillende laagjes op te bouwen. Er zijn echter verschillende technieken waarmee te kunt 3D printen. Elke techniek heeft zijn eigen voordelen en eigenschappen. Hieronder volgen enkele voorbeelden:

  • Selective Laser Sintering (SLS)
  • ZCorp
  • Fused Deposition Modeling (FDM)
  • Stereolithografie (SLA)
  • Inkjet
  • Polyjet
  • Multi Jet Modeling (MJM)

Bij Selective Laser Sintering worden laagjes opgebouwd aan de hand van gesmolten poeder. Door het gebruik van een laser wordt de poeder gesmolten zodat de laagjes zich aan elkaar vast maken. Als er poeder overblijft, kan het worden weggehaald met lucht of kan het worden hergebruikt. Een andere techniek die veel wordt gebruikt voor 3D printing is Fused Deposition Modeling. Deze techniek is geschikt voor professionele doeleinden maar kan ook bij thuis printers worden gebruikt. Bij deze techniek worden lange kunststof draden aan de hand van verwarming aan elkaar vastgemaakt. Polyjet is een techniek die meerdere soorten materiaal tegelijk kan printen. Hierdoor kunnen er complexere objecten worden geprint dan wanneer er slechts één materiaal kan worden geprint. Bij de Polyjet techniek worden lagen aan elkaar verbonden met UV gevoelige hars. Deze wordt op een printbed gedruppeld en dit wordt uitgehard door te worden blootgesteld aan licht.

Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterShare on LinkedIn