Tagarchief: 3d printen

Terugblik op de 3D Print Week

door Aad van de Wijngaart

“Alles waar we als organisatoren op gehoopt hadden is uitgekomen”, zegt Karin Clavel. “Ik heb heel veel mensen gesproken, studenten en medewerkers van de faculteiten, en eigenlijk alleen maar heel positieve reacties gehad. Dat is ook geen wonder, met zo’n thema. Naast alle professionele interesse is er ook een hoge fun-factor. Mensen vinden het geweldig om een panterkop uit een printer te zien rollen. Dan krijgen ze al snel plezier in 3D-printen.

Clavels enthousiasme is geheel terecht, getuige de reactie van Jurrit Bergsma, student Maritieme Techniek. “Ik vind het een gaaf initiatief. Ik zie graag meer van dit soort dingen.” Hij is zelf ook druk bezig met 3D-printen, maar vond het interessant om in het echt te zien wat er nog meer gaande is op dit gebied, met name binnen de TUD. Verder heeft hij deelgenomen aan de gevorderde workshop en gebruik gemaakt van de helpdesk. “Goed dat daar jonge mensen voor werden ingezet. Dat was lekker informeel.”

Eén van die jonge mensen was Eva van der Velde. Ze studeert binnenkort af in industrieel productontwerp, maar werd na een eerste kennismaking drie jaar geleden zo gegrepen door 3D-printen, dat ze er nu al haar business van gemaakt heeft, in de vorm van workshops en advies. De gevorderde workshop die ze tijdens de 3D Print Week gaf, was ongewoon, zo zegt ze: “Normaal kunnen workshopdeelnemers aan het eind van de avond mischien net een sleutelhanger uitprinten. Maar deze studenten waren al heel bedreven in 3D-CAD. Ze zagen ook snel de mogelijkheden en beperkingen van deze printers.”

“Ik heb ze daarom een uitdagende opdracht gegeven, waarbij je goed moest nadenken over die beperkingen: print een minivrachtwagentje met wielen, waar een LEGO-blokje op geklemd kan worden. Daar zijn heel verschillende dingen uit gekomen, maar allemaal waren ze goed.”

Zelf heeft Van der Velde ook het een en ander opgestoken in de Library: “Ik heb er heel veel nieuwe dingen gezien en er liepen interessante mensen rond. Het was inspirerend.”

De inspiratie strekte zich ook uit tot de bibliotheekmedewerkers zelf, zo vertelt mede-organisator Marion Vredeling. “Die gingen enthousiast met 3D-printen aan de slag.” Maar belangrijker is dat medewerkers van faculteiten elkaars werk leerden kennen, want de tentoonstelling bleek nogal wat eye-openers op te leveren (wat ook Delta niet ontging). “Daarom is het goed dat ons gebouw zo’n ruimte biedt waar dit kan. Ik heb gemerkt dat andere universiteiten daar nauwelijks plek voor hebben.”

Bijzonder is ook dat de tentoonstelling met een minimaal budget tot stand kwam. Vitrines, beeldschermen en dergelijke werden uitgeleend door bevriende organisaties: de Dutch Design Week, Museum MOTI en de Openbare Bibliotheek Rotterdam. En de objecten zelf werden uiteraard ook kosteloos ter beschikking gesteld door Delftse onderzoekers en studenten.

De 3D Print Week is afgelopen, maar de expositie blijft staan tot 19 januari. “Het was een enorm werk om een goede tentoonstelling neer te zetten”, zegt Vredeling, “maar het gevolg is ook dat je er als Library vertrouwen mee kweekt bij de faculteiten. Dat is een goede basis voor toekomstige evenementen.”

Ze is niet de enige die vooruitkijkt. Clavel: “Iemand zei: ‘Goh, wat zou het leuk zijn als we een volgende keer iets met robotics deden.’ En ja, dat is ook zo’n onderwerp! Ik zie die robots al door de hal wandelen. Dus ik denk dat we daar maar eens heel goed over moeten gaan nadenken.”

3D-printen: mijn eerste poging

Door Aad van de Wijngaart

“Ik geloof niet dat ik zo’n ding in mijn slaapkamer wil hebben”, verklaart een bezoekster van de demo 3D-printing in de Library. Tja, de aantrekkingskracht van een printer heeft zijn grenzen. Maar de meeste bezoekers zijn toch meer dan geïnteresseerd in de batterij apparaten van de firma Leapfrog die in de loungehoek van de centrale hal staan opgesteld.

Mischa Moritz en Pieter de Lange besturen de printers en geven uitleg. Ze studeren nog, maar hebben een bedrijfje (3Drop.nl) waar medestudenten maquettes en prototypes kunnen laten printen. “Dat gaat sneller dan met de hand en ziet er realistischer uit”, zegt Mischa. “En ondertussen kun je wat leukers gaan doen.”

Er komt een schoolklas langs. De meisjes blijven giechelend maar geïntrigeerd op een afstandje staan kijken, terwijl de jongens stoer op de apparaten af lopen en de geprinte producten oppakken. Wie weet wat deze technologie straks in hun leven gaat betekenen…

‘s Middags is het tijd voor de beginnersworkshop. Dat wordt mijn eerste poging tot 3D-printen. Wat zal daar uit gaan komen?

Ook de workshop wordt gerund door Mischa en Pieter. Ze beginnen met een inleiding over de technologie, én over Leapfrog, waar ze zelf ook bij betrokken zijn. Dit Nederlandse bedrijf verkocht in mei 2012 zijn eerste printer, maar heeft nu al een Amerikaanse vestiging geopend.

Gezien de beperkte tijd wordt ons deelnemers aangeraden om een bestaand ontwerp te kiezen voor ons printexperiment. Keus genoeg: op websites als Thingiverse.com en Grabcad.com is van alles te vinden. Deurknoppen, sleutelhangers, uitverkochte IKEA-onderdelen – je kunt het zo gek niet bedenken of iemand heeft er een STL-file van gemaakt en die online gezet voor andere gebruikers. En als je vindt dat het ontwerp beter kan, zet je je nieuwe versie er ook weer bij. “Alles draait tegenwoordig om delen”, zegt Pieter filosofisch.

Zelfs complete printers kun je ‘open source’ downloaden. Dat hebben medewerkers van de Library zelf ook gedaan. In de kantoren staan nu twee apparaten ijverig te draaien. Ze zijn samengesteld uit gelaserd plaatmateriaal en geprinte mechaniekjes. Voor een kostprijs van een euro of 450 per stuk hebben de ingenieurs van de Library nu hun eigen fabriekje.

Ik doe het voorlopig rustig aan. Na een paar minuten klikken op Thingiverse.com kies ik voor een dobbelsteen. Gezipt is het STL-bestand slechts 21 kB groot. Ik deel de printer met Beatriz, een PhD-student uit Spanje. Zij kiest eerst voor een panterkop, maar die blijkt te groot en dus te tijdrovend voor de workshop. OK, dan een sleutelhanger in de vorm van een vrouwensilhouet. Maar eerst gaan we het dobbelsteentje doen.

De spanning stijgt wanneer we onze printers mogen gaan laden met filament: de grondstof in draadvorm die straks in de printknop wordt verhit tot 220 graden. Ik breek het topje af en duw het harde filament in de opening. Die is gelukkig ruim genoeg.

Vervolgens buig ik het uitstekende deel met de hand min of meer recht, waarna Pieter met een mes het topje afsnijdt als ware het de steel van een roos. De stalen bouten van de printer blijken ook geschikt als miniatuur-snijplank.

In de Leapfrog-software voeren we de printersettings in: materiaal, vulpercentage, temperatuur, kwaliteit… De computer slaat aan het rekenen en meldt dan dat hij een model met welgeteld 1.460 driehoeken succesvol vertaald heeft in printcommando’s.

Het printen zal drie kwartier gaan duren. Te veel, oordeelt Mischa. Hij verkleint de dobbelsteen en nu is het een half uurtje.

De printer gaat ijverig aan de slag. Het bureau trilt. Na een minuut of zeven geeft de software aan dat de dobbelsteen voor 23% klaar is. Het profiel wordt goed zichtbaar. Het ziet er gaaf uit! Met elke nieuwe laag trekt de printkop een wijdere omtrek en zigzagt daarna snel matrixlijnen voor de vulling.

Ik ga kijken bij de buren. Daar is al een levensechte Ford-sleutelhanger klaar: tien cm lang. Mijn achterbuurman op zijn beurt heeft een stevige, gave doppenwipper geprint: om hem gebruiksklaar te maken moet er alleen nog een cent in een gleufje worden geschoven. Handig!

Mijn eigen dobbelsteen blijkt helaas minder geslaagd: de boven- en onderkant geven doorkijkjes op het holle binnenste. “Een fout van het ontwerp”, oordeelt Mischa. Dat valt in het printprogramma op te lossen door wat extra laagjes te laten leggen, maar daarvoor ontbreekt de tijd.

Een half uurtje later is de sleutelhanger van Beatriz klaar. Puntgaaf! Toch nog tevreden verlaat ik het toneel van mijn eerste printavontuur..

3D-printen: niet zo simpel

Door Aad van de Wijngaart

Hoe is het om 3D-printen te gebruiken voor kritische toepassingen? Daarover sprak Paul Breedveld tijdens de 3D Print Week in een volle Hive-zaal. Hij doet als hoogleraar bij de afdeling BME onderzoek naar katheters die nauwkeurig om organen heen gebogen kunnen worden. Dat is handig, want dan heb je genoeg aan een klein gaatje om bijvoorbeeld een biopt te nemen.

Zo’n katheter was al door anderen op de markt gebracht. Deze EndoWrist is echter alleen te koop in combinatie met een operatierobot van twee miljoen. En na slechts vijftien operaties moet hij terug naar de fabriek vanwege metaalmoeheid in de staalkabeltjes waarmee hij wordt gebogen.

Breedveld dacht: dat kan beter. Hij liet zich inspireren door de natuur, in de vorm van de octopusarm. Om die te kunnen benaderen, keek hij naar alternatieve, meer complexe verbindingen voor de segmenten van een katheter. En die bleken alleen te maken met 3D-printing.

Zo begon Breedvelds ontdekkingsreis door de wereld van ‘additive manufacturing’. Hij wilde uiteraard een zo dun mogelijke katheter. Via TNO in Eindhoven kwam hij aan een hars die gevuld werd met een keramische stof en zich liet printen met een resolutie van 30 micrometer. Het resutaat voelde perfect: sterk maar ook enigszins buigzaam.

Maar toen het instrument een half jaar later per ongeluk op het tapijt van zijn werkkamer viel, brak het doormidden. De oorzaak werd snel achterhaald: het materiaal ging langzaam maar gestaag door met uitharden nadat het uit de printer kwam. Daardoor werd het steeds brozer.

De volgende poging was met een heel hard polymeer, 5 mm dik, op 75 micrometer. Maar ook dit bleek weer heel breekbaar. Bovendien trok het krom tijdens het printen. Breedveld werd steeds minder enthousiast over deze nieuwe technologie.

Maar hij bleef het proberen, nu weer met een nieuw printbedrijf en een nieuw, sterk materiaal. Dit blijkt een ander probleem te hebben: het krimpt. Dus moet het ontwerp aangepast worden aan het printproces. Met dit fase van trial and error zijn Breedveld en zijn mensen nu hard bezig.

De Delftse hoogleraar ziet 3D-printen inmiddels als een van de vele mogelijke technologieën die je kunt gebruiken voor een instrument. En dan liefst voor niet al te kleine onderdelen.

Hij somt de problemen op waar 3D-printen vooralsnog mee kampt. Geprint metaal is te ruw en onnauwkeurig. Harsen zijn dat ook en hebben daarnaast last van krimpen en kromtrekken. Uit kleine ontwerpen laat steunmateriaal zich moeilijk verwijderen. En ten slotte moet je nauw contact houden met de printermensen. “Je kunt niet gewoon wat bestellen en erop vertrouwen dat het past. Dat was nieuw voor ons.”

Maar soms is 3D-printen echt de enige manier om te maken wat hij nodig heeft. En Breedveld vind het heerlijk dat je snel prototypes kunt printen. “Printen vervangt denken. Dat is heel nuttig.”