De techniek achter een 3D printer

Er zijn verschillende 3D printtechnieken, maar ze maken vrijwel allemaal gebruik van het zogenoemde “smelt-en-spuit” principe waarmee het driedimensionale object, de afdruk, in laagjes opgebouwd wordt. De grondstof, de “inkt”, wordt filament genoemd en op rollen, in draadvorm geleverd. Het meest gebruikt, zeker bij de betaalbare modellen, worden zogenoemde PLA en ABS plastics. Duurdere en industriële modellen maken ook gebruik van andere technieken en grondstoffen. Bij Selective Laser Sintering of Direct Metal Laser Sintering worden poeders (granulaat) gesmolten en laag voor laag verwerkt tot de afdruk. Stereolithografie is een techniek waarbij de grondstof in de vorm van een hars (fotopolymeer) gesmolten en laag voor laag verwerkt wordt. Laminated Object Manufacturing is ook nog het vermelden waard. Hierbij wordt de grondstof als een folie geleverd. Die folie wordt door de printer met laserprecisie in de juiste vorm gesneden en verwerkt tot het uiteindelijke resultaat. Omdat tijdens dit proces geen warmte gebruikt wordt, is het ook geschikt voor het maken van papieren driedimensionale objecten.

Materialen en toepassingen

Behalve kunststof - in verschillende samenstellingen - is het mogelijk om vrijwel elk materiaal, veelal in poedervorm, als grondstof te gebruiken. Denk bijvoorbeeld aan metalen variërend van aluminium en staal tot goud of titanium. Maar ook zand is een optie. Daarmee kunnen glazen driedimensionale objecten gemaakt worden. Met keramiek en hout wordt ook al geëxperimenteerd. Handig als je straks je eigen servies of tuinstoel wilt kunnen produceren. Dat klinkt nu misschien nog wat ongeloofwaardig, maar dat is het zeker niet. Kijkend naar het praktische gebruik op korte termijn van deze printer, dan moet je toch vooral denken aan het afdrukken van kleine onderdelen. Stel er ontbreekt een plug van een nieuwe kast of een plastic geleider bij een keukenlade breekt. In plaats van terug te gaan naar de winkel en dagen, of weken, te moeten wachten op een vervangend onderdeel print je het gewoon zelf even uit.

Print een mens

Verreweg de meest indrukwekkende grondstof voor 3D printen is zonder enige twijfel menselijk weefsel, het zogenoemde bio-printen. Oké, het “afdrukken” van een compleet lichaam is nog science fiction, maar in de praktijk zijn wel degelijk verschillende medische toepassingen al succesvol uitgevoerd. Zo loopt er al iemand rond met een driedimensionaal afgedrukte kaakprothese. En medici hebben het leven van een pasgeboren baby met een aangeboren luchtpijpafwijking kunnen redden middels een driedimensionaal afgedrukte geïmplanteerde spalk. In de toekomst zal het zelfs mogelijk worden om complete organen en lichaamsdelen af te drukken. Die technologie staat weliswaar nog in de kinderschoenen maar de ontwikkeling is in volle gang. Wetenschappers en doctoren verwachten bijvoorbeeld dat patiënten die op een donornier wachten over enkele jaren direct geholpen kunnen worden met een op deze wijze geproduceerde nier.

3D design software

De toepassingsmogelijkheden voor een 3d printer zijn legio. Uiteraard heb je wel een driedimensionaal ontwerp nodig. Ze maken allemaal gebruik van bestanden in het zogenoemde STL formaat. Om die te kunnen maken heb je speciale ontwerpsoftware nodig. Gelukkig zijn er naast de dure professionele programma’s zoals AutoCAD ook al diverse betaalbare en zelfs gratis (online) tools beschikbaar. Google Sketchup en DrawPlus Starter zijn twee van die gratis en gemakkelijk te gebruiken programma’s. Wanneer je online op zoek gaat naar “3D Print Design Software” dan vind je tientallen resultaten. Belangrijk is dat je kiest voor een programma waar jij goed mee overweg kunt en dat natuurlijk ook binnen jouw budget past. Veel betaalde tools hebben een gratis proef- of demoversie om te proberen. Wil je toch in driedimensionaal afdrukken, maar heb je helemaal geen affiniteit met design dan kun je ervoor kiezen om kant en klare designs, oftewel STL-bestanden, te downloaden. Online zijn vele tientallen websites te vinden die (soms gratis) STL-bestanden aanbieden.

Kies de juiste 3D printer

Bij de aanschaf is het belangrijk om stil te staan bij de gebruikte techniek en de grondstoffen die geschikt zijn. Zo voorkom je dat je de verkeerde keuze maakt. Fabrikanten moeten die informatie verstrekken en doen dat dus ook. Een ander belangrijk punt is de maximale grootte van driedimensionale afdrukken. Die verschilt per model. De maximale grootte van objecten die met de meeste van dergelijke betaalbare modellen gemaakt kunnen worden, ligt tussen de 14 en 20 centimeter. Die zijn vrijwel allemaal geschikt voor het gebruik van ABS of PLA grondstoffen (filament) die in vele kleuren verkrijgbaar zijn. De prijs van die twee grondstoffen ontloopt elkaar nauwelijks.

PLA of ABS?

De keuze voor PLA of ABS zal met name afhangen van de toepassing waarnaar je op zoek bent. Een PLA afdruk is milieuvriendelijker en glanst meer, maar is ook minder stevig en kan in de volle zon vervormen. PLA wordt vaak gemaakt van biologische grondstoffen als mais. Een ABS afdruk is harder maar tijdens het afdrukproces moet je de ruimte waar de 3D printer staat goed ventileren om het inademen van schadelijke dampen te vermijden. Overigens zal het materiaal je beslist bekend zijn: ABS plastic is in de praktijk het meest bekend van de Lego blokjes, grote kans dat je dit materiaal dus al ergens in huis hebt (gehad).

De kosten van de 3D printer

De aanschafkosten van een driedimensionale printer variëren van een paar honderd tot ongeveer duizend euro voor een instapmodel. Duurdere modellen zijn er natuurlijk ook. De objecten die geproduceerd kunnen worden bedragen qua grootte tussen de 14 en 20 centimeter, hoe duurder hoe groter het object wordt. Handig om te weten is dat er zogenoemde zelfbouwmodellen zijn. Door te kiezen voor een zelfbouw uitvoering kun je geld besparen of kiezen voor een model met meer mogelijkheden die toch binnen je budget past. Minstens zo belangrijk is uiteraard de prijs per afdruk. Bij traditionele apparaten kun je dat uitdrukken in aantal pagina’s per inktcartridge. Helaas is een vergelijkbare formule niet toe te passen op de 3D modellen. Daarvoor zijn er te veel variabelen, zoals de grootte en inhoud van het object.

Vragen en advies

Heb je vragen over een 3D printer of wens je advies bij het kiezen? Bel ons dan op 043-7820543 of neem contact op met onze klantenservice via het contact formulier.