Foto: © Lutz Peter Waarom is de 3D printer stijgend in populariteit?
In de afgelopen jaren zien we steeds meer de 3D printer in beeld komen. Ondanks dat deze technologie nog maar net eigenlijk in de kinderschoenen staat, word het in andere gevallen al vaak toegepast binnen verschillende projecten. Het betekent niet dat het project ook goedkoop is. Laten we in dit artikel daar eens naar gaan kijken hoe het 3D printen is ontwikkeld en wat voor invloed het zal hebben voor de komende jaren.
Wat is 3D printen?
3D printen is een term waarbij een speciaal printapparaat een product uitprint. In deze printer kan dan lijm, plastic of andere materiaal erin gedaan worden. Aan de printer wordt een computer gehangen die een bepaald product weergeeft. Dit product op de computer wordt door de verbinding overgebracht naar de printer die het product dan uitprint.
Deze producten kunnen door middel van kleurstof of door gekleurde materialen dat in de printer wordt gestopt gekleurd worden. Enkele voorbeelden die uit een 3D printer komen rollen zijn bijvoorbeeld schaalmodellen van nieuwbouwwijken, sleutelhangers, een bord of een plastic muntje.
Hoe is het 3D printen ontwikkeld?
In de jaren ’80 van de 20ste eeuw is het 3D printen deels begonnen. In deze periode is men meer gaan focussen op het ontwikkelen van waardevolle producten in fabrieken. Deze periode wordt dan ook wel deels de industrialisatie genoemd.
Doordat men steeds meer ging nadenken over de lagen van een product bedacht een Amerikaans onderzoeksbureau van het Amerikaanse leger dat een 3D printer misschien wel veel voordleen zou hebben (waarschijnlijk was de benaming 3D printer nog niet uitgevonden destijds).
Ondanks dat het idee er was, was de techniek achter deze printer erg moeilijk om te ontwikkelen. Er moesten speciale technieken worden bedacht waardoor het beeld op de computer over gebracht kon worden op de printer. Deze printer moest dan in staat zijn om het beeld van de computer na te bouwen en deze bijvoorbeeld op schaal na te maken.
In de laatste 10 jaar is de 3D printer veel meer in het nieuws gekomen. De techniek achter de printer is bekend geworden maar vergt nog veel kennis om daadwerkelijk ingezet te worden. Je moet het eigenlijk zien als een smartphone.
Waarom kost het nog zoveel?
Tien jaar geleden hadden we een mobiele telefoon waarmee we konden SMS’en, bellen of eventueel een spelletje op konden spelen. Op de smartphones van tegenwoordig worden vele dingen al automatisch voor ons uitgewerkt en als suggestie aan ons voorgesteld (ook wel machine learning genoemd).
Ditzelfde proces zal het 3D printen ondergaan. Door de kennis en ervaring die er iedere keer er is weet men hoe het product gerealiseerd kan worden. Door steeds te kijken wat wel en wat niet werkt kan de 3D printer zich verder ontwikkelen. Als gevolg hierdoor zullen steeds meer bedrijven wereldwijd de 3D printer realiseren waardoor de prijs steeds goedkoper wordt, omdat men wil concurreren met de concurrent.
Hierdoor wordt de winst op de producten steeds kleiner en zullen gevestigde bedrijven die vanaf het begin al bezig zijn met de 3D printer, hier het meeste voordeel uit halen. Bedrijven die net binnen deze markt zijn gekomen zullen daardoor minder veel winst maken waardoor de kans bestaat dat deze bedrijven afzien van het realiseren en ontwikkelen van een 3D printer.
Een andere kant van het verhaal zijn de middelen die nodig zijn voor de 3D printer. Er is bijvoorbeeld grondstoffen nodig die omgesmolten worden in de stoffen die het product maken. Dit is het in begin nog erg duur, omdat er onderzoek gedaan moet worden naar de goede hoeveelheid materialen. Hoe langer zomenteen de 3D printer met de grondstoffen op de markt zijn, hoe goedkoper het materiaal zal worden.
Enkele jaren geleden kostte het 3D printen nog enkele honderden of duizenden Euro’s. Vandaag de dag heb je bijvoorbeeld al voor € 350,00 een 3D printer voor thuisgebruik. Daar komen nog wel de grondstoffen en software erbij kijken.
Foto: © ZMorph
Voordelen van de 3D printer
De 3D printer heeft als eerste voordeel dat een object dat gemaakt is op een computer in real-life gerealiseerd kan worden. Afhankelijk van hoe goed de 3D printer is kan dit al binnen één uur gerealiseerd zijn. Hierdoor heb je bijvoorbeeld jouw miniaturen op schaal voor het project waar je op dat moment mee bezig bent.
Een ander voordeel van de 3D printer is dat je als consument een product kan laten maken. Dit is bijvoorbeeld handig wanneer je iets hebt gebruikt wat stuk is gegaan. Als je dit object niet meer in de winkel kunt vinden, dan kan je door middel van deze 3D printer dat ene product realiseren en herplaatsen in het kapotte product. Zo breng je een oud product in combinatie met een nieuw onderdeel weer tot leven. Dit is weer goed voor het milieu, omdat er geen compleet nieuw product gerealiseerd hoeft te worden. Daarbij komt het ook nog dat het product niet vervoerd hoeft te worden. Je heb de 3D printer en grondstoffen al in huis.
Het derde voordeel is dat er geen opslag hoef te zijn voor een organisatie. Hierdoor worden opslaglocaties voor bedrijven overbodig die weer vervangen kunnen worden door bijvoorbeeld woningen of andere gebouwen. Op deze manier wordt er handig omgegaan met de materialen en met de beschikbare plekken in het land. Door de 3D printer zou alleen producten worden ontwikkeld als daar ook daadwerkelijk vraag naar is. Zo voorkomt men dus een overschot aan producten.
Een vierde voordeel is bijvoorbeeld dat 3D printen het ontwikkelen van een prototype versnelt. Hierdoor kan er een bèta product worden ontwikkeld dat getest kan worden voordat het definitief eindproduct wordt ontwikkeld. Dit scheelt tijd, geld en kan dienen om de effectiviteit van een product zo hoog mogelijk maken.
Als laatste en vijfde voordeel is de komst van een 3D printer goed om materialen te besparen. Zoals eerder beschreven worden er alleen producten gemaakt wanneer deze echt nodig zijn door de consument. Hierdoor voorkomt men dat er materialen worden gemaakt dat in de winkel komt te liggen en dus niet meer wordt gebruikt door de consument.
Nadelen van de 3D printer
Naast de genoemde voordelen zijn er ook nadelen aan een 3D printer. Een groot nadeel is dat iedereen in staat is om materialen te printen. Zo kunnen bijvoorbeeld wapens worden ontwikkeld waarbij mensen door bedreigt kunnen worden of waar overvallen mee kunnen worden gepleegd. Zulke producten zouden vermeden moeten worden met het lanceren van een 3D printer voor de consument.
Als tweede nadeel is dat er ene kans bestaat dat er een overproductie wordt gerealiseerd. Doordat consumenten in de gelegenheid zijn om hun eigen producten te realiseren, word het voor winkels niet meer relevant om producten te ontwikkelen. Dit heeft als gevolg dat er een overproductie kan ontstaan.
Een derde nadeel van een 3D printer is dat het in de meeste gevallen moeilijk te gebruiken is. Volgens de Nederlandse wetgeving moet bij ieder apparaat dat in Nederland wordt verkocht een Nederlandse handleiding erbij zitten. Ondanks deze handleiding kan het in veel gevallen erg lastig zijn om met een 3D printer te werken. Dit kan voor gevaarlijke situaties eventueel zorgen.
Het vierde nadeel is de afdruksnelheid. Voor kleine producten kan het printen in 3D nog vrij snel verlopen. Voor grote producten is de afdruksnelheid erg traag. Dit heeft als gevolg dat het printen van één product uren of misschien dagen kan duren. Het zou daarbij zonder zijn wanneer je veel tijd en energie steekt in het produceren van een product via de 3D printer terwijl dat er een fout erin geslopen is.
Een vijfde en laatste nadeel is de 3D printtechnologie. Ondanks dat de 3D printer vandaag de dag veel gebruikt kan worden voor bedrijven en consumenten, word het nog een lange weg voor de 3D printer. De technologie zou verbeterd moeten worden, de snelheid zou omhoog moeten en er zou een toegevoegde waarde moeten zijn voor het realiseren van producten met een 3D printer. Voor veel bedrijven en consumenten zou het hierdoor nog geen grote toegevoegde waarde zijn voor de dagelijkse bezigheden, ondanks dat het een leuke gadget is voor veel mannen en vrouwen.
Vijf tips voor de 3D printer
Mocht je toch al in het bezit zijn van een 3D printer of er eentje binnen aanzienlijke tijd willen aanschaffen, dan heb ik vijf tips voor je en de 3D printer. Deze tips zullen je helpen bij het ontwikkelingsproces van jouw 3D printer.
Tip 1: Controleer de temperatuur
Een belangrijk element is de temperatuur van de grondstoffen. Staat het te koud, dan zal het materiaal niet goed aan elkaar hechten. Dit heeft weer gevolgen voor het vervolg van het product. Is de temperatuur te warm, dan bestaat er een kans dat het product inzakt omdat het materiaal niet tijd heeft gehad om te hadden.
Ik raadt je aan om goed de temperatuur in de gaten te houden. Dit kan je misschien vinden in de handleiding die je hebt meegekregen bij de 3D printer of met het materiaal. Of je kan de beste temperatuur terug vinden op internet. Op YouTube staan er vele verschillende tuturials die je kunnen helpen met het goed instellen van de temperatuur.
Tip 2: Gebruik verschillende tools
Voor het uitprinten van een 3D product moet je verschillende tools gebruiken. Denk je daarbij aan de printpunten waar de grondstoffen uitgehaald worden. Voor verschillende producten zijn weer verschillende punten nodig.
Ook voor de nabewerking heb je verschillende materialen nodig. Denk bijvoorbeeld maar aan schuurpapier, aan mesjes die kunnen ondersteunen bij het afwerken van het product en aan andere tools die je kunnen helpen bij de finish in touche van jouw product.
Tip 3: Onderhoud en stand van de 3D printer
Eigenlijk geld dit voor ieder apparaat, maar voor een 3D printer is het zeker belangrijk. Zorg dat je met regelmaat het apparaat onderhoud. Bijvoorbeeld door de materialen te controleren, door de stof uit het apparaat te halen en door de buisjes te controleren of daar nog restante grondmaterialen erin zitten of niet. Let je hierbij wel erop dat de 3D printer van de stroom is afgehaald en uitgeschakeld is. Anders zou dit voor letsel kunnen zorgen.
Daarnaast is het ook belangrijk dat de 3D printer ook waterpas staat. Wanneer de 3D printer niet waterpas staat, dan kan het voorkomen dat al jouw producten die je in dat tijdsbestek maakt scheef worden geprint. Wanneer je de 3D printer waterpas hebt staan, dan is het alleen maar zorg om via de meegeleverde software ervoor te zorgen dat het product waterpas staat in het programma. Hierdoor krijgt je hoogstwaarschijnlijk een waterpas product dat niet scheef komt te staan.
Tip 4: Snelheid aanpassen
Naast de temperatuur van de grondstoffen is het ook belangrijk dat de snelheid van de 3D printer goed ingesteld staat. Staat de snelheid te snel, dan kan het product zich niet goed ontwikkelen waardoor er misvormingen zullen plaatsvinden. Gaat de snelheid te langzaam, dan kan er grondstoffen verspild worden. Kijk daarom per product naar de vereiste snelheid dat gehanteerd moet worden. Zo voorkom je dat jouw product misvormingen krijgt of dat je grondstoffen verspild wat eigenlijk niet nodig was.
Tip 5: Zorg dat je de juiste afmetingen heeft
Een belangrijk onderdeel tijdens het uitprinten zijn de afmetingen. Denk daarbij vooral aan het omrekenen tussen verschillende afmetingen. Denk bijvoorbeeld van centimeters naar millimeters of van centimeters naar meters.
Dit klinkt misschien als basiskennis en wat iedereen wel weet, maar het zou erg raar zijn als je een product uitprint wat uiteindelijk 70 centimeter hoog zou moeten zijn, maar wat door een misberekening maar 7 centimeter hoog is. Zo voorkom je dat je grondstoffen verspild of dat je in tijdsnood komt, mocht je het 3D printen voor uw beroep doen richting andere organisaties.
Conclusie
3D printen is in de afgelopen paar jaar erg toegenomen in populariteit. Ondanks dat de 3D printers vandaag de dag al voor enkele honderden Euro’s te koop is voor de consument, moet er nog veel ontwikkeld worden rondom de 3D printer. Het is dan een kwestie van tijd voordat straks binnen ieder bedrijf wellicht een 3D printer zal staan. Tot die tijd moeten we het nog doen met grote producties in fabrieken of met digitale visualisaties die ons toekomstige product weer te kunnen geven.