Wat is 3D printen ?
Veel mensen zijn verbaasd wanneer ze voor het eerst over 3D printen horen. Het lijkt wel op de Star Trek replicator. Deze was in staat om vrijwel elk voorwerp, met inbegrip van voedsel, te reproduceren binnen een paar seconden. 3D printing gaat snel, maar nog niet zo snel. Een uitleg van 3D printen in 5 stappen.
Laag voor laag
In tegenstelling tot Star Trek is 3D printen eenvoudiger te begrijpen. Het lijkt op bestaande technieken als bij een inkjet printer. Het sleutelbegrip bij 3D printing is toevoegen. Objecten worden gemaakt door geleidelijk meer materiaal toe te voegen tot de gewenste vorm is bereikt. De meeste 3D printers stapelen lagen, printen deze een voor een, van onder naar boven. Helaas doen de huidige 3D printers hier uren over, en niet seconden zoals bij Star Trek.
Stap 1: Ontwerp, download of scan 3D-model
Om een object te kunnen printen heb je een digitaal 3D-model nodig. Er zijn verschillende manieren om hier aan te komen. Het leukste is natuurlijk om zelf een 3D-model te ontwerpen met een 3D programma. Dit noemt men Computer Aided Design (CAD). Ook kan je modellen downloaden van internet, bijvoorbeeld van Thingiverse. Een derde manier is een echt object 3D scannen.
Omdat niet alle 3D-modellen geschikt zijn voor een printer zal je het ontwerp vaak moeten opschonen en aanpassen.
Stap 2: Omzetten in STL-file
De volgende stap is het vertalen van het 3D-model in een taal die een 3D printer kan begrijpen. Een algemene standaard in de rapid prototyping sector is het STL-format. Deze is afkomstig uit de stereolithografie, de oudste rapid prototyping methode. Het omzetten van een CAD-bestand in een STL-file is de tweede stap. Dit format beschrijft het 3D-oppervlak in driehoeken, zoals de facetten bij edelstenen.
Stap 3: Slice STL-file
De volgende stap is het in plakjes - slicen - van de STL-file. Dit is nodig omdat een 3D printer een object in laagjes opbouwt. Een veelgebruikt programma hiervoor is Skeinforge. Hiermee is tevens het digitaal in plakjes gesneden model om te zetten in G-code. De stuurcode voor de 3D-printer.
Stap 4: Printen laag voor laag
Net als bij 2D printers is er inkt. Sommige printers gebruiken hiervoor een poeder, anderen weer plastic, hars of suiker. Meestal is het poeder dun verspreid over de vloer om het object te bouwen. Een mechanische arm tekent hierin met een laser of met lijm het object. Vervolgens wordt dit proces herhaald laag voor laag. Na afloop is het object uit te graven uit het niet gebruikte poeder.
Een andere meer directe methode is vergelijkbaar met de inkjetprinter. Een printkop bouwt laag voor laag een object op. De nieuwe laag smelt aan de vorige laag vast. Naast deze twee methoden zijn er ook nog andere 3D print methoden.
Een programma om een 3D printer te besturen is ReplicatorG. Deze zet de G-code om in instructies. Voorafgaand aan het daadwerkelijk printen moet de printkop worden geijkt. Vervolgens moet de printkop opwarmen en kan het bouwen beginnen.
Stap 5: Schoon object
Nadat het object is afgekoeld kan het uit de printer worden genomen. Vaak moet het nog worden schoongeblazen of met een mesje en schuurpapier worden nabewerkt.
Uitdagingen
De mogelijkheden van 3D printers zijn onbegrensd. De belangrijkste uitdagingen zijn het verlagen van de prijs en verhogen van de snelheid en kwaliteit. Op deze website is het laatste nieuws over 3D printen te vinden over deze nieuwe technologie.
Online diensten
Mocht je niet over een 3D printer beschikken, dan zijn er altijd nog de online diensten. Bij deze bedrijven kan je een ontwerp uploaden om vervolgens op hun machines te laten afdrukken. Vervolgens krijg je dit over de post opgestuurd.
