3D printen hoe en wat

3D printers zijn steeds meer in opkomst. Ook Hewlett Packard (HP) en Canon zijn bezig met het ontwikkelen van 3D printers. De nieuwste 3D printers kunnen zelfs bewegende en gekleurde modellen produceren en gedetailleerder werken. Het is een manier om goedkoop een prototype laten maken van je product, rapid prototyping, of bijvoorbeeld een model van je nieuwe huis. Met Shapeways kun je zelfs de door je zelf ontworpen voorwerpen laten printen in 3D, met keuzes uit verschillende soorten materialen.

3D printen

De laatste jaren zie je steeds meer 3D printers. Nieuwe technologieën zorgen ervoor dat 3D printen minder kost en dat er meer mogelijk is, en het sneller, mooier en gedetailleerder kan. Steeds meer bedrijven gebruiken het voor het maken van miniatuur modellen van hun producten, een bedrijfspresentje of relatiegeschenk. Allerlei producten lenen zich ervoor om 3D geprint te worden, zoals van een huis of gebouw tot kunstvoorwerpen en gewone gebruiksproducten. Ook wordt het steeds meer gebruikt door consumenten die een origineel cadeau of presentje willen geven. Consumenten kunnen dan terecht bij steeds meer (online) bedrijven die de aangeleverde tekeningen omzetten en zelf een 3D printer bezitten of dit uitbesteden.

De eerste 3D printer modellen

De eerste modellen 3D printers die op de markt kwamen, circa 5 jaar geleden, leken nog bij lange na niet op gewone 2D printers. Het waren enorme kasten, die veel stroom gebruikten en met een ingewikkelde bediening werkten. Vaak was er een duur medium nodig waarmee ze het model maakten. En meestal lieten de prestaties van de 3D printers ook te wensen over, denk hierbij aan het detailniveau die aangebracht kon worden op je product of er kon maar in 1 kleur gewerkt worden. De nieuwste modellen daarentegen zijn al een stuk kleiner, sommigen kun je zelfs redelijkerwijs op je bureau kwijt. Ze werken vaak op het normale stroomnet, kunnen veel sneller werken dan de oude modellen, ook het detailniveau is veel hoger. En er kunnen complexere 3D modellen worden geprint. Sommigen kunnen zelfs met meerdere kleuren werken of bewegende delen creëren.

Hoe werkt een 3D printer?

Er zijn verschillende soorten 3D printers op de markt. Ze verschillen allemaal in de manier waarop ze 3D printen. Hieronder worden de twee meest gebruikte toegelicht.

Verlijmen van fijne poeder of het opspuiten van een latexachtige substantie. Deze type machines verlijmen telkens een laagje poeder (of latex) op het 3D model waardoor het zijn hardheid krijgt. De printer kan heel secuur bepalen waar wel en geen poeder/latex en lijm komt. En ook bijvoorbeeld welke kleur poeder, zodat gekleurde vlakken kunnen worden gecreëerd.

Andere types werken met een hoofd- en vulpoeder. De 3D printer smelt of plakt zowel het hoofdpoeder als het vulpoeder in het 3D model. De onderdelen van het uiteindelijke fysieke 3D model worden met het hoofdpoeder gedaan. Openingen en holle ruimtes worden door het vulpoeder opgevuld. Bijvoorbeeld een muur met een raam erin. De muur wordt opgebouwd met het hoofdpoeder, en het raam waar je dus geen plastic wenst, wordt gevuld/gelijmt met het tijdelijke vulpoeder. Als men klaar is met het opbouwen van het 3D model wordt deze verwarmd en dit zorgt ervoor dat het vulmiddel wegsmelt en uit het 3D model loopt. Wat men vervolgens overhoudt is het 3D model.

Welke methode het beste is hangt mede af van de kosten die men kwijt wilt zijn en de eisen aan het 3d model zoals het detailniveau.

Shapeways

Shapeways is een nederlands 3D print bedrijf. Zij waren wereldwijd een van de eerste die zich met 3D printen richtte tot de consument. Met Shapeways kun je als consument je eigen ontwerp maken en die dan automatisch door Shapeways laten printen. Het gaat zo goed met Shapeways dat ze binnenkort een nieuwe vestiging in New York gaan openen.

Materialen

Met Shapeways is het mogelijk om te kiezen uit verschillende soorten materialen. Zo kunt u kiezen voor metaal, zoals roestvrijstaal, verschillende soorten glas en bijvoorbeeld 10 soorten pastics in alle kleuren. Sinds kort kunt u zelfs ontwerpen laten maken van zilver! Hierdoor kun je daar zelfs je zelf ontworpen sieraden laten maken.

Zelf ontwerpen

Naast standaard modellen biedt de website ook mogelijkheden om je eigen ontwerp in 3D te laten maken door gebruik te maken van hun programma's Shapeways Creators en Co-Coreator Platform, en het model daarna te uploaden op de site. Hiermee kunnen zij hem dan daadwerkelijk printen.

Hoe groot kunnen de 3D modellen worden geprint?

Hoe groot de uiteindelijke producten kunnen worden hangt af van de 3D printer. De grootte wordt aangegeven met de printruimte in hoogte maal breedte maal diepte. Deze printruimte bepaald voor een groot gedeelte de grootte van de printer. Maar nieuwe technologieën zorgen ervoor dat de printers wel steeds kleiner worden. 3D printers zijn in eerste instantie ook ontwikkeld om modellen te printen op kleine schaal. Er zullen in de toekomst natuurlijk 3D printers op de markt komen die juist voor kleine of grote 3D producten geschikt zijn. Maar de gemiddelde grootte nu is ongeveer die van een schoenendoos.

Hoe het ontwerp aanleveren

In de meeste gevallen kan men de informatie voor het product dat men wilt laten printen op verschillende manieren aanleveren. Het ligt er ook aan hoe de klant de productinformatie kan aanleveren.

Op papier

Zo kan de klant een schets op papier aanleveren, die de engineers van het 3D print bedrijf vervolgens omzetten naar een 3D model op hun computer. Als ze dit model op de computer af hebben moeten ze eerst met de klant overleggen of het naar wens is. Dit is de meest dure en omslachtige methode, maar voor mensen die zelf geen 2D of 3D computer hebben is dit soms de enige manier. Deze optie is vooral duur omdat de engineers het hele product moeten omzetten naar 3D, en het uurloon neemt dan een groot deel van de gemaakte kosten in beslag.

In een 2D tekening

Een tweede optie is om je product zelf eerst in 2D te tekenen op je computer. Hiervoor zijn naast betaalde teken programma's ook gratis 2D teken programma's te vinden. Een voorbeeld hiervan is het gratis 2D tekenprogramma Draftsigth, voor meer informatie hierover kunt u verder lezen in DraftSight gratis 2D CAD programma.

Dit vergt wel wat kennis van en over 2D tekenen, maar is over het algemeen wel te doen. Het loont vooral als u vaker van plan bent een 3D model te laten maken. Het grote voordeel is dat het 3D printbedrijf uw 2D bestanden kan gebruiken en er de belangrijke informatie uit kan halen. Zo kunnen ze sneller een 3D model ervan maken, en dit scheelt in de totale kosten.

Met een 3D pakket

De derde optie is dat u uw model zelf al in 3D maakt wanneer u hier toegang tot heeft. Er zijn een aantal 3D software pakketten waarmee men in 3D kan werken zoals SolidWorks en Inventor. Het 3D model dat u dan toestuurt bevat alle informatie die het bedrijf nodig heeft. Het tweede zeer grote voordeel is dat u zelf een veel beter inzicht krijgt in hoe uw model precies wordt. Er is namelijk vaak nogal een verschil tussen hoe iets er in iemands hoofd uitziet en hoe het uiteindelijke product wordt. Dit heeft natuurlijk ook te maken met de technologische beperkingen van het 3D printen. Sommige ingewikkelde constructies kunnen gewoonweg niet geprint worden of men kan niet hetzelfde niveau qua detail printen als u heeft uitgetekend of in gedachten had.

Via een programma van het 3D print bedrijf

De 4e optie is via een software programma van het 3D print bedrijf zelf. Zij bieden dan de mogelijkheid om hier een speciaal programma voor te downloaden of via een online prorgamma je 3D idee te tekenen. Je kunt je model dan online uploaden op de website. Voordeel is dat het bedrijf het model dan in hun eigen gebruikte formaat binnen krijgt. Dit scheelt dus veel tijd en dus geld. Een voorbeeld hiervan is het bedrijf Shapeways met Shapeways Creators en Co-Coreator Platform.

Wie zijn potentiële gebruikers?

Over het algemeen kan iedereen een 3D model laten maken. Wel moet je natuurlijk de informatie van je 3D model in de juiste vorm aanleveren bij de instantie die voor jou gaat 3D printen, zoals hierboven is beschreven. Productie bedrijven gebruiken 3D printmodellen steeds meer als prototype, rapid prototyping genoemd. Hiermee kan men al zien of het er naar wens uitziet en hoe de verschillende sub onderdelen zich tot elkaar verhouden. Daarnaast worden ze steeds meer gebruikt om op beurzen en dergelijke een model van je producten te hebben om potentiële klanten te overtuigen. Soms worden kleine 3D print modellen zelfs als bedrijfspresentjes, relatiegeschenken, afgegeven aan belangrijke klanten. Architecten van huizen en gebouwen gebruiken het ook steeds meer om een eerste ontwerp met de klant te bespreken, de smaak van de klant is vaak een belangrijk onderdeel van hoe de uiteindelijke constructie wordt. Vroeger moesten de klanten dit beoordelen aan de hand van 2D tekeningen of men moest een duur houten schaalmodel laten maken. Maar ook sommige kunstenaars werken met 3D modellen. Als je bijvoorbeeld in zeer duur marmer natuursteen je kunstwerken maakt is het handig als je van te voren al een model kunt maken van hoe het ongeveer in je hoofd zit. Je hoeft dan minder vaak een stuk marmer weg te gooien.

3D printer voor consumenten

3D printer kopen

Voor consumenten zijn ook 3D printers te koop. Ze zijn uiteraard niet zo geavanceerd als de professionele maar je kunt er wel mee aan de slag. Zo heeft een chinees bedrijf een 3D printer voor consumenten ontwikkeld met de naam UP! Deze weegt minder dan 5 kilo en is van draagbaar formaat. De prijs die je er voor kwijt bent is ongeveer 3000 dollar. Als je UP! Besteld ontvang je een soort doe-het-zelf pakket waarbij je de printer zonder technische kennis in elkaar kan zetten.
Daarnaast heb je uPrint, ook een 3d printer, maar dan van Graphics Systems Corp. Deze kost veel meer, namelijk 15.000 dollar. En deze 3D printer is een stuk groter.

Gratis 3D printer software

Voor de echte hobbiest is er RepRap. Hier kun je gratis een 3D print programma krijgen. De printer zelf zul je zelf in elkaar moeten zetten en ook de materialen hiervoor zul je zelf moeten zoeken. Maar als hij dan af is heb je ook echt iets om trots op te zijn!

Lees verder

• 3D printers, voordelen