3D-printer

Een 3D-printer is een printer om objecten in 3D te printen. De Amerikaan Chuck Hull wordt de vader van de 3D printer genoemd.

Al ongeveer 30 jaar bestaat de printer, maar hij is door de jaren heen heel erg veranderd. Tegenwoordig kunnen er een heleboel stoffen geprint worden, zoals gips, plastic en plantaardige stoffen. Een 3D-printer maakt objecten in 3D door steeds een dun laagje te printen en daaroverheen een nieuw laagje.

3D-printers werden oorspronkelijk alleen gebruikt in de industrie door industrieel ontwerpers om een ontwerp te kunnen presenteren, maar tegenwoordig hebben veel mensen een 3D printer thuis. Over het thuisgebruik gaat deze Wikikidspagina.

De verschillende 3D-printers

Er zijn verschillende soorten 3D printers op de markt. De laatste jaren zijn er allerlei 3D-printers voor thuisgebruik op de markt gekomen. Die printers zijn klein, betaalbaar en makkelijk in gebruik. Meestal kan je met een desktop 3D-printer met kunststof printen. Denk aan ABS, dat is een type kunststof waar ook LEGO van gemaakt wordt en PLA is een biologisch afbreekbare kunststof.

Dit zijn de verschillende 3D-printers die op de markt zijn voor thuisgebruik:

De Ultimaker

• De Ultimaker is een zelfbouw-kit, dat wil zeggen dat je eerst zelf de 3D-printer in elkaar moet zetten.
• Builder 3D-printer is al in elkaar gezet en heeft een stevige stalen behuizing. De kwaliteit van de producten die door dit apparaat gemaakt zijn is erg indrukwekkend.
• Creatr, van het Nederlandse bedrijf Leapfrog, staat bekend om het printen van twee kleuren tegelijk.
• Form 1 is van een Amerikaans bedrijf. Deze printer werkt met een andere techniek dan de andere 3D-printers.
• Cube is een product van het bedrijf 3D-systems. De printer zelf ziet er al uit als een speeltje!
• Makerbot Replicator 2 is de meest verkochte 3D-printer van de wereld.

Ontwerpprogramma's

Een 3D-printer print met behulp van een 3D-bestand. Een 3D-ontwerp kan met een computerprogramma worden gemaakt of gescand worden van een bestaand voorwerp. Als een bestaand voorwerp wordt gescand, wordt er met hulp van een laserstraal een puntenwolk gemaakt. De laserstraal zend licht uit en kijkt wanneer het licht terug komt. De programma's om 3D te kunnen ontwerpen zijn Tinkercad, 3DTin, GoogleSketchUp en voor kleine kinderen is het programma DoedelDrieDee.

Hoe groter je het ontwerp maakt, hoe langer het duurt voordat je 3D printer het hele object geprint heeft. Reken er maar op dat je minimaal drie uur moet wachten voordat je printer klaar is met printen. Heb je dus iets mega groots gebouwd met één van de programma's, dan kan het zomaar zijn dat je meer dan 24 uur moet wachten voordat het object geprint is!

Diverse technieken

De 3D-printers hebben verschillende technieken om de objecten laagje voor laagje op te bouwen. Daar hangt ook vanaf welk materiaal je kan gebruiken om je object mee te maken. Hieronder een lijstje met de meest gebruikte technieken:

• Stereolithografie: een techniek die al in 1986 is uitgevonden door Charles Hull. Er is een laserstraal van kunsthars die per laag de oppervlakte bedekt met vloeibare kunststof. Waar de laserstraal is, wordt direct de hars hard. Het object zakt iets dieper in de opslagbak.
• Fused Deposition Modeling: bij deze techniek legt een verplaatsbare spuitmond met een lange, dunne draad steeds een laagje thermoplastisch materiaal op elkaar. Dit wordt door de meeste thuisprinters gebruikt. Maar het bedrijf Stratasys ontwikkelt FDM 3D printers voor industrieel gebruik.
• Selective Laser Sintering: dit is een techniek waarbij steeds laag voor laag kunststof wordt versmelt van een thermoplastisch (of metaal) poeder. Na elke laag wordt de poeder door een laser plaatselijk gesmolten, waardoor het hard wordt en zich mengt met de andere lagen poeder. Dit gebeurt tot het compleet is.
• ZCorp: deze techniek is te vergelijken met die van de SLS (Selective Laser Sintering). Alleen worden de poederdeeltjes niet door een laser aan elkaar gesmolten, maar worden aan elkaar gelijmd door een bindmiddel. Helaas is dit materiaal minder sterk, te vergelijken met de sterkte van gips. Maar het voordeel is dat je juist 'full colour' kan printen. (Full colour is het drukproces dat opgebouwd is uit de vier basiskleuren CMYK, met die kleuren kan je bijna alle kleuren maken)
• Multi Jet Modeling: dit is een techniek waarbij druppeltjes gesmolten was op elkaar worden gespoten. Deze techniek wordt vooral gebruikt om complexe vormen te visualiseren.
• Polyjet: bij deze laatste techniek wordt er gebruikgemaakt van druppeltjes vloeibaar polymeer materiaal op een platform. Ook hier weer laag voor laag opbouwend. Elke laag wordt door UV licht uitgehard gelijk als het is neergelegd. Waardoor het hecht aan de andere lagen en het meteen hard is.

Via deze link kom je op een site waar verschillende filmpjes laten zien hoe de diverse technieken eruit zien.

Werking van een 3D printer

Als laatste nog een filmpje om te laten zien hoe een 3D printer dus werkt.