3D-printer - toepassingen

Een 3D-printer is een apparaat dat driedimensionale objecten kan produceren. Met een digitale bouwtekening wordt het object laag voor laag opgebouwd. De 3D-printertechniek kent steeds meer toepassingen. Je kunt er nuttige, mooie, muzikale, gevaarlijke en bijzondere dingen mee printen en ook objecten die van levensbelang zijn. En dat zonder inkt. Een 3D-printer maakt namelijk gebruik van kunststof om mee te printen.

Wat is een 3D-printer?

Een 3D-printer kan driedimensionale objecten printen van een soort kunststof, filamenten, op basis van computerbestanden. Het object wordt dan laag voor laag opgebouwd. 3D-printers zijn kant en klaar te koop of zelf te bouwen. Datzelfde geldt ook voor de ontwerpen. Ze zijn zelf te maken met een 3D-scanner, zelf ontwerpen of te downloaden. Om 3D te kunnen printen is een speciaal 3D-bestand nodig, dat meestal een stereolithografie bestand is dat wordt aangegeven met .sti extensie. Net als bij inktprinters is er bij 3D-printers variëteit in aantal printkoppen, de printresolutie en het printformaat. Er zijn ook verschillende materialen waarmee geprint kan worden. Die materialen kunnen verschillende kleuren hebben, oplosbaar zijn in water (PVA), flexibel zijn (nylon) of juist zeer sterk (ABS). Voor elke eigenschap is er een filament.

Printkoppen

In de 3D-printer zitten printkoppen die bepalen met hoeveel verschillende materialen en kleuren er geprint kan worden. Met drie printkoppen zijn de mogelijkheden groter dan bij printer met twee of met een printkop.

Toepassingen van een 3D-printer

De techniek van de 3D-printer wordt steeds meer toegepast in de medische wereld. Ook de architectuur en de mode-industrie heeft de techniek ontdekt en bedenkt hoe hij is in te passen in de gebruikelijke technieken. Het apparaat zelf wordt steeds goedkoper, sinds het prototype in 2000. Destijds was het een dure toepassing, maar de apparaten zijn 15 jaar later voor minder dan duizend euro te koop. Het apparaat komt daarmee binnen bereik van een grote groep potentiële gebruikers. De technologie kan voor vele mooie en nuttige doeleinden worden ingezet. Om te zien wat er allemaal kan is er een lijst samengesteld met de zeven meest bijzondere en fascinerende objecten die met een 3D-printer zij vervaardigd.

1. Vuurwapen

Er kan een vuurwapen gebouwd worden met een 3D-printer. Op een aantal onderdelen na kan het hele wapen op die manier uit de printer tevoorschijn komen. Het prototype was zo perfect dat het kon worden afgevuurd. Dat was in 2013 in Texas en het wapen kreeg de naam ‘De Bevrijder’ mee. Het bestaat bijna geheel uit plastic. Alleen de slagpin niet, die is van metaal gemaakt.

2. Viool

Vioolbouwer Alex Davies experimenteerde met een viool. Hij maakte de kern van een viool met een 3D-printer en bouwde er een vorm van een vioolkast met papier-maché omheen. Hij had er een weekendje werk aan gehad en het kostte hem 12 dollar en toen had hij zijn eerste viool, waar hij ook echt op kon spelen. Het instrument heeft niet het geluid van een Stradivarius, maar Davies ontdekte wel dat er veel mogelijk is met de nieuwe bouwtechniek.

3. Hoofd

Hoe vaak gebeurt het niet dat er een skelet wordt gevonden en men niet weet van wie de overblijfselen zijn. Specialisten maken er dan een reconstructie van, zoals bijvoorbeeld met het veenlijk van het meisje van Yde is gedaan. Aan de hand van haar schedel werd met klei en was een reconstructie van haar gezicht gemaakt. Met een 3D-printer is de reconstructie met kunststof te maken.
Dat is ondermeer met het hoofd van koning Richard III gedaan en met het hoofd van een Egyptisch mummiemeisje. De reconstructie gebeurt met de computer en de 3D-printer maakt er een hoofd van.

4. Stamcellen

Begin 2103 lukte het wetenschappers voor de eerste keer om embryonale stamcellen te printen met de 3D-printer. Als deze toepassing vervolmaakt is dan kan dat betekenen dat orgaandonaties en dierproeven overbodig worden. Ook kan de toepassing de ontwikkeling van medicijn en versnellen.

5. Schedelimplantaat

Het eerste schedelimplantaat dat met een 3D-printer is gemaakt is al geïmplanteerd bij een Amerikaanse man. Er werd eerst een driedimensionale scan van de schedel gemaakt en op basis van die scan werd het implantaat geprint dat geheel op maat was van de patiënt. De schedel en het implantaat werd op een speciale manier bewerkt waardoor er botweefsel en cellen kunnen gaan groeien. Behalve schedelimplantaten kunnen 3D-geprinte objecten ook het gips om een gebroken arm of been vervangen. De 3D-printer maakt samen met de 3D-scanner een 3D-print die past als een handschoen.

6. Oor

De 3D-printer heeft ook al een bionisch oor opgeleverd. Wetenschappers van de Amerikaanse universiteit van Princeton maakten een oor dat veel meer frequenties kan ontvangen dan het mensenoor. Het oor werd gemaakt door een 3D-printer samen met nanodeeltjes en kraakbeencellen van een kalf. Het kan dienen als gehoorapparaat op maat waarbij er een connectie moet worden gelegd tussen het bionisch oor en zenuwen. Dat is nog niet helemaal gelukt, maar de wetenschappers zijn er mee bezig.

7. Model van foetus

Ouders in spe kunnen al een scan van hun foetus maken, maar met de 3D-printer kunnen ze een 3D-model van hun spruit laten maken. Een Japans bedrijf biedt de modellen aan onder de naam Shape of an angel, Vorm van een Engel. De foetus is wit in een doorzichtige vorm, dat de vorm van de moederschoot weergeeft. Toekomstige ouders die dit willen laten maken betalen daar bijna duizend euro voor (prijs 2014).

Kleine printer

De 3D-printer komt steeds meer binnen het bereik van consumenten. Voor een bedrag van ongeveer 800 euro kun je al een kleine printer aanschaffen. De kleine printer is door iedereen makkelijk te gebruiken. Hij wordt ontwikkeld door Arduino, het open source platform. De kleine 3D-printer, die ze Materia 101 gaan noemen, gaan ze maken samen met Sharebot, een 3D-printer bouwbedrijf. De Materia 101 wordt aangedreven door de mini-pc en is maar 14 bij 10 centimeter. De gebruiker kan hem zelf uitbreiden. De doe-het-zelf-doos kost 630 euro en wie hem compleet geleverd wil krijgen betaalt 800 euro.

Bedrijven

Er zijn steeds meer bedrijven die zich op de markt van 3D storten. Ze noemen het een revolutionaire vorm van productontwikkeling en de bedrijven helpen hun klanten bij het ontdekken van mogelijkheden en ontwikkelen van de toepassingen. De 3D-scanners en 3D-printers worden aanbevolen voor de medische en technische markt. Bouwbedrijven kunnen bijvoorbeeld hun maquettes ermee printen, technische bedrijven kunnen er behuizing voor apparaten mee maken.

Lees verder

• MKB Innovatie Top 100 - de meest innovatieve bedrijven