Wat is 3D-printen en hoe werkt het?

Wat is 3D-printen en hoe werkt het?

3D is hip. Zo heb je vast al eens een 3D-bril opgezet in de cinema. En je ogen wijd open getrokken toen je 3D-street art zag. Of gehoord van 3D-printers, -lasercutters en -scanners die staan te blinken in een of ander fablab (of niet, dan hoor je er nu over). Maar hoe werken die 3D-toestellen eigenlijk en wat doen we straks nog allemaal met 3D? Op die laatste vraag hebben we alvast een antwoord: alles! De mogelijkheden zijn eindeloos. Op de andere vragen, krijg je hieronder het antwoord.

Fabriek versus fablab

Keukentoestellen, schoenen, speelgoed, juwelen… noem iets op en het wordt gegarandeerd in een fabriek aan de lopende band geproduceerd, in grote aantallen. Goed, want we zijn met veel op de wereld. En zo is er genoeg voor iedereen. Maar iets minder goed als je originele oorbellen of een unieke sneaker wilt dragen. Die je bijvoorbeeld zélf ontwierp. Gelukkig is er dan de 3D-printer, want daarmee breng je je eigen ontwerpen tot leven. Begin dus maar snel een leuke uitvinding op papier te zetten. 

Hierbij al een paar gekke 3D geprint voorwerpen:


Voor 3D-printen kun je meestal terecht in een fablab. Een cool woord voor een werkplaats waar studenten, kunstenaars of uitvinders aan de slag gaan met allerlei machines, zoals een 3D-printer of freesmachine. Maar 3D-printen kan evengoed gewoon thuis. Want net zoals ovens of grasmachines, koop je 3D-printers gewoon in de winkel. Al zijn ze een beetje duur. Maar misschien heb je dat wel over voor een unieke creatie? Want je maakt er een bijzonder voorwerp mee dat helemaal naar jouw zin is. De mogelijkheden zijn dus eindeloos. Jouw fantasie ook?

Printers, scanners en cutters

Er bestaan 3D-printers, -scanners, en -lasercutters. Printers máken iets. Scanners tasten een object af om er dan een digitale schets van te maken. En lasercutters doen wat een beeldhouwer doet: het overtollige materiaal verwijderen tot er een voorwerp overblijft. Je kunt een 3D-printer en een 3D-scanner ook samen gebruiken. Zo kun je een bestaand object inscannen, om er dan een exacte kopie van te printen. Cool, toch?

In plastic, chocolade of hout? Het kan allemaal

Om een document te printen, heb je inkt en papier nodig. En ook een 3D-printer heeft grondstoffen nodig … maar dat kunnen er heel wat zijn. Welke? Dat hangt af van wat je wilt maken. Een borstbeeld van jezelf, dat kan in plastic. Maar evengoed in chocolade, boter of zand. Er bestaan zelfs toestellen die staal printen. Lasercutters beeldhouwen dan weer iets uit hout, keramiek of een harde kunststof.
 

En hoe werkt dat dan juist?

Het idee achter 3D-printen en lasercutten is simpel: het voorwerp wordt laagje per laagje opgebouwd, of er wordt telkens een laagje afgenomen tot de juiste vorm verschijnt.

Hoe die toestellen dat precies doen? Dat hangt van het type toestel en de grondstof af. Zo smelt de 3D-printer eerst plastic, glas of chocolade bolletjes. Om er dan druppel per druppel het object mee op te bouwen. Zoals de bakstenen van een huis, maar dan veel kleiner. Zodra het plastic of de chocolade afkoelt, wordt die terug hard en heb je een mooi voorwerp.

Andere toestellen - zoals sommige lasercutters - beginnen met een bak vol poeder. Door hun laserlicht op een bepaalde plaats te schijnen, veranderen daar de moleculen in het poeder. Een chemische reactie dus, waardoor het poeder verhardt en aan elkaar plakt. Dat doet de lasercutter net zo lang tot het voorwerp af is.

 

Wil je meer weten? Dan klik hier.

Wat betekent dit voor de toekomst?

Straks maak jij met je 3D-printer een beeldje van jezelf of het ontbrekende stukje in je lievelingspuzzel. Leuk, zo’n op maat gemaakte spullen. Dat vinden heel wat dokters die hun job extra goed willen doen ook. Zo maken tandartsen wel eens een tand na voor hun patiënt. Er zijn zelfs bedrijven die op maat gemaakte ledematen in kunststof maken voor patiënten die een arm of been kwijt speelden.

Zo is er ook een wetenschappelijk centrum in Nederland dat onder andere oren namaakt voor gezichtsreconstructies van brandwondpatiënten. Met de 3D-printer printen de wetenschappers een oor in een soort gel waarin stamcellen en kraakbeencellen zich kunnen vermenigvuldigen. Als alle testfases goed gaan, worden de eerste 3D-geprinte oren binnenkort bij patiënten geplaatst. Wie weet printen we straks ook menselijke organen met bioprinters en redden we zo mensenlevens?

Bijvoorbeeld op dit artikel kunnen we lezen: “Op basis van die scans kunnen we nu een 3D-model maken van bijvoorbeeld een misvormd heup-gewricht. Dat is interessant, want zo'n 3D-reconstructie kan voor de ingreep langs alle kanten bekeken worden. Zeker om complexe operaties voor te bereiden biedt dat voordelen. De chirurg kan vooraf verschillende opties virtueel uittesten, zodat hij belangrijke beslissingen niet meer in de operatiekamer zelf hoeft te nemen.”

Printen we dan straks ook ons droomhuis?

Daar zijn we inderdaad volop mee bezig. In China staan er zelfs al tientallen 3D-geprinte huizen. Losse onderdelen worden geprint in beton en dan op elkaar gezet. Het hele huis is zo op enkele dagen tijd klaar. Heel wat sneller, minder arbeidsintensief en goedkoper dus dan de traditionele manier van bouwen.

Wil je eens een 3D-geprint huis in het echt zien? Dan kan dat bij onze noorderburen. In Amsterdam zijn ze - op dit moment - een huis volledig aan het printen. Al is dat er niet meteen één om in de wonen. De wetenschappers en ingenieurs willen zo de mogelijkheden van 3D-printen op grote schaal onderzoeken en ontdekken hoe het sneller kan. Want in Nederland duurt een muurtje printen nog een maand! Heel wat trager dan de Chinezen dus.

 

Reageer

Fijn dat je van je laat horen!

Wil je werken in de chemie en de life sciences?