3D-printen | een manier om driedimensionale (3D) vaste objecten te maken

Geschiedenis

1974 David E. H. Jones schreef voor het eerst over het idee van 3D printen in het tijdschrift New Scientist.

1984 Alain Le Méhauté en anderen vroegen een octrooi aan voor stereolithografie (een op laser gebaseerde 3D-printer).

1989: S. Scott Crump ontwikkelde FDM. Het is de technologie die tegenwoordig door de meeste 3D-printers wordt gebruikt.

1992 De eerste FDM machine werd in 1992 verkocht door het bedrijf van S. Scott Crump, Stratasys.

2005 RepRap werd het eerste open source printerproject

2008 Shapeways werd de eerste dienst die een object 3D printte en naar klanten stuurde.

2017 Het eerste 3D-geprinte huis waar mensen in kunnen wonen is gebouwd in Rusland

 

Hoe ze werken

Modellering

De eerste stap bij het 3D-printen van iets is het maken ervan op een computer. Mensen doen dit met CAD-software (Computer Aided Design) of een 3D-scanner. Om modellen te ontwerpen^{[ permanent dead link]} in CAD, begint men met basisvormen, en bouwt van daaruit verder. 3D-scanners zijn machines die veel metingen doen van het object en automatisch een model maken op de computer. Ze kunnen zeer snel zijn, maar zijn ook duurder.

CAD-modellen worden meestal op computers opgeslagen als STL-bestanden. Ze worden opgeslagen als veel driehoeken, wat ruimte bespaart op de computer.

Afdrukken

Er zijn veel verschillende manieren waarop 3D-printers werken. Er zijn ook veel verschillende materialen die gebruikt kunnen worden. Elke methode en elk materiaal heeft zijn voor- en nadelen.

De belangrijkste zaken waaraan u moet denken bij het kiezen van een machine zijn meestal snelheid, kosten en kleur. Printers die rechtstreeks met metalen werken zijn over het algemeen duur. Minder dure printers kunnen echter worden gebruikt om een mal te maken, die vervolgens wordt gebruikt om metalen onderdelen te maken.

Typische lagen zijn ongeveer 100 μm dik, of ongeveer een tiende van de dikte van een menselijke haar. Afdrukken kunnen minder dan een uur tot vele dagen duren, afhankelijk van hoe ingewikkeld en groot ze zijn.

Afwerking

Nadat de machine klaar is met printen, maken mensen het model soms af. Dit betekent dat men kleine correcties aanbrengt om het er beter uit te laten zien. Afwerking omvat het verwijderen van materiaal dat de printer heeft geplaatst om het model te ondersteunen. Dit kan soms veel tijd kosten. Er zijn manieren om het sneller te doen, maar het is vaak het gemakkelijkst om plastic met de hand te verwijderen.

 
Een voltooide 3D-print van een kanon  


Een computermodel van een voorwerp vóór het afdrukken  

Gebruikt

DIY

Veel mensen proberen goedkope 3D-printers te ontwikkelen die mensen thuis kunnen gebruiken. Ook bibliotheken zijn begonnen met de aanschaf van kleinere 3D-printers, zodat mensen er kennis mee kunnen maken zonder er een te hoeven kopen. Er is veel werk verricht door DIY-gemeenschappen, scholen en hackergemeenschappen. In 2017 begonnen meer mensen 3D-printing in hun eigen huis te gebruiken voor kleine voorwerpen zoals tandwielen en kleine decoraties.

Medisch

3D-printing wordt gebruikt om goedkoop medische benodigdheden te maken. Men denkt dat de twee grootste toepassingen het maken van gehoorapparaten en valse tanden zullen zijn.

In maart 2014 gebruikten chirurgen in Swansea 3D-geprinte onderdelen om het gezicht van een motorrijder, die zwaar gewond was geraakt bij een verkeersongeval, weer op te bouwen.

Productie

In 2014 werd een superauto gemaakt door een Zweeds bedrijf dat veel 3D-geprinte onderdelen gebruikt. Urbee was de eerste auto ter wereld waarvan de carrosserie en ramen 3D-geprint waren.

In 2015 vloog een Eurofighter Typhoon-gevechtsvliegtuig van de Royal Air Force met 3D-geprinte onderdelen. De Amerikaanse luchtmacht is begonnen te werken met 3D-printers, en ook de Israëlische luchtmacht heeft een 3D-printer aangeschaft om reserveonderdelen te printen.

Voedsel

Voedsel kan 3D-geprint worden. Veel verschillende soorten voedsel kunnen worden geprint, zoals chocolade en snoep, maar ook plat voedsel zoals crackers, pasta en pizza. NASA print voedsel om minder afval te creëren en om voedsel te maken dat alle juiste voedingsstoffen heeft voor astronauten. In 2018 printte Giuseppe Scionti een voedingsmiddel dat leek op vlees.

Pistolen

In 2012 uploadde Defense Distributed bestanden naar het internet voor een 3D-geprint pistool "dat door iedereen met een 3D-printer kan worden gedownload en gereproduceerd". Nadat Defense Distributed hun plannen had vrijgegeven, waren mensen bezorgd dat ze problemen zouden kunnen veroorzaken met wapencontrole. Een jaar later, in mei 2013, vroeg het Amerikaanse ministerie van Buitenlandse Zaken aan Defense Distributed om de plannen te verwijderen, wat ze deden.

Onderwijs

3D-printen heeft innovatie en probleemoplossing in klaslokalen bevorderd. Designstudenten kunnen het gebruiken om prototypes te printen in vakken als engineering 3D-printen; demonstraties hiervan zijn al ingezet in enkele instellingen over de hele wereld.

Historisch

In de afgelopen jaren is 3D-printing gebruikt om ervoor te zorgen dat belangrijke dingen uit de geschiedenis veilig zijn. Veel musea hebben 3D-printers gekocht en maken stukken om hun relikwieën te repareren. Het Metropolitan Museum of Art en het British Museum zijn begonnen hun 3D-printers te gebruiken om replica's te maken om te verkopen in de cadeauwinkel. Het Nationaal Museum voor Militaire Historie en het Historisch Museum van Varna verkopen online digitale versies van hun voorwerpen, die iedereen thuis kan 3D-printen.

 
3D-geprinte Egyptische farao te koop op Threeding  


Een 3D-geprint suikerklontje  


Een 3D-geprinte motor  


3D-geprinte wervelschijf  

3D Printing Lawaai

3D-printers produceren geluid omdat de werking ervan gepaard gaat met veel trillingen. De universiteit van Michigan heeft aangetoond hoeveel geluid een 3d printer kan produceren. Uit hun onderzoek blijkt dat geluid van meer dan 85 DB schadelijk is voor de mens. De goede 3d printers met een stil moederbord kunnen het geluid echter beperken tot 55 DB. Toch zijn er veel fabrikanten die niet eens de beste manier weten om het geluid van 3D-printers te verminderen. Maar er zijn enkele technieken die u kunnen helpen de stille 3d printers te identificeren en u voor te bereiden op een aanzienlijke vermindering van het lawaai.

Er zijn tal van zaken waarmee rekening moet worden gehouden, zoals de grootte van de ventilator en de rotatie ervan, de stappenmotor en de prestaties van de stappenmotoren, enz. Het lawaai kan echter ook ontstaan door stof dat in de extruder verstopt zit of door gebrek aan onderhoud.

Een recente studie van de Universiteit van Boston heeft aangetoond dat een eenvoudige truc het geluid van 3d printen aanzienlijk kan minimaliseren. Tot nu toe is dit de laatste vooruitgang op dit gebied.