Een lesje 3D-printen: zo maak ook jij straks je eigen ontwerpen

Je kunt er niet omheen. 3D-printen is hot. De Ultimaker, Makerbot, Leapfrog, Cyrus en ZYYX zijn slechts een paar voorbeelden van 3D-printers. Allemaal verhitten ze materiaal tot een vloeibaar middel, waarna het apparaat het met een spuitkop laagje voor laagje aanbrengt op het platform. De substantie wordt vervolgens opnieuw hard tot een stevig driedimensionaal object. Maar hoe begin je?

Een stukje geschiedenis

3D-printen is ideaal voor Adaptive Rapid Prototyping. Oftewel een goede manier om snel, relatief goedkoop, nieuwe dingen uit te proberen zonder dat daar een ingewikkeld productieproces of grote oplagen bij komen kijken.

Eén van de eerste methoden die gebruikt werd om 3D-geprinte objecten te maken noemen we stereolithografie. Hierbij wordt laagsgewijs uit een vloeistof een object gemaakt. Een UV-laser belicht de vloeistof en maakt deze hard. Chuck Hull, de uitvinder van stereolithografie, kwam er in 1983 voor het eerst mee op de markt. Een aantal jaar later in 1986 introduceerde hij de eerste commerciële 3D-printer.

Inmiddels zijn we ruim 28 jaar verder en is de technologie geëvolueerd. De ontwikkelingen gaan razendsnel en wekelijks verschijnen er nóg snellere, nauwkeurigere of goedkopere varianten en methoden op de markt. Naast stereolithografie heb je namelijk nog fused deposition modeling, selective laser sintering (laagsgewijs uit poeder), zcorp, multi jet modeling (gesmolten was) en polyjet. En ook het palet aan beschikbare materialen groeit razendsnel. Inmiddels printen we nylon, hout, kunststof, plastic, metaal (goud, zilver, brons), zand, keramiek en zelfs menselijk en dierlijk weefsel. In 2013 maakten ze een bionisch oor op basis van kalfscellen en in 2014 slaagden ze erin om een bloedvat te printen. Het materiaal waarmee je print is afhankelijk van de printer. Meestal zit er bij de commerciële printers als de Ultimaker of Makerbot standaard ABS of PLA (beide een plasticsoort) bij.

De verwachtingen

Al met al zijn de verwachtingen hooggespannen. Voor de 3D-printer heb je niet meer nodig dan de grondstoffen en het ontwerp. En die grondstoffen, die kunnen direct naar de consument. Het distributieproces van land, fabriek, winkel en consument is dan niet meer van de tijd.

De uitgeversbranche maakte een vergelijkbare transitie door. Waar eerder de eerste boeken, muziek en films beschikbaar werden op het web, zijn het nu de 3D-modellen die in opmars zijn. Steeds meer kant-en-klare modellen verschijnen via platformen als Thingiverse en Piratebay. In een paar stappen download je eenvoudig product designs die je alleen nog maar zelf hoeft uit te printen.

Zelf aan de slag

Hoewel 3D-printen al een aardige ontwikkeling heeft doorgemaakt, staan we nog steeds aan het begin. Het ontwerpen van een 3D-model was tot voor kort alleen weggelegd voor professionals. Programma’s als Autocad, 3DMax en Blender zijn het meest gebruikelijk om 3D-modellen te maken, maar geavanceerd. Gelukkig komen er steeds meer toegankelijkere alternatieven op de markt. Hier een aantal voorbeelden van programma’s waarbij je niet een technisch supertalent hoeft te zijn:

• SketchUp
• Thinkercad
• 123catch (maak op basis van foto’s een 3D-model)
• Doodle3D (maak van je kindertekeningen een 3D-model)

Wanneer je zelf aan de slag gaat met het ontwerpen en printen van een 3D-model zijn er een aantal dingen waar je aan moet denken. Een paar gouden tips:

1. Bedenk wat je wilt gaan maken

Probeer eerst iets kleins en met minder details. Hoe meer verschillende vormen, hoe ingewikkelder om te printen. In tegenstelling tot wat fabrikanten ons willen doen geloven, is 3D-printen op het moment nog geen plug en play. Je hebt heel even nodig om door te krijgen hoe het werkt. Heb je daar geen geduld voor? Begin dan met een al bestaand ontwerp van bijvoorbeeld Thingiverse.

2. Ga na of je support structures nodig hebt

Support structures heb je nodig op het moment dat je iets wilt printen dat ‘zwevende’ delen bevat. Stel je print een boogje, dan helpt een support structure ervoor dat deze boog niet inzakt tijdens het printen. De support structures kun je dan na het printen gemakkelijk afbreken. Niet alle software schat zelf in of je deze support structures nodig hebt. Cura, de software van de Ultimaker 2, doet dit wel.

3. Zet je model om naar .stl-bestand

Een 3D-printer kan alleen een .stl-bestand uitlezen. Het converten van je bestand kan in een programma als Cura. Hier kun je meteen wat laatste dingen finetunen, zoals de kwaliteit en grootte van je object. Ook zie je dan meteen hoe lang het duurt om het object te printen en hoeveel materiaal je ervoor nodig hebt. Sla je bestand op en zet het indien nodig op een SD-kaartje.

4.Check of er een lijmstift bij zit

Sommige 3D-printers leveren een lijmstift mee, en dat is niet voor niks. Zo zorg je ervoor dat je model mooi op zijn plek blijft tijdens het printen. Doe je dit niet? Dan gebeurt er dit. 🙂

5. Kijk bij problemen op de Visual Troubleshooting Gallery

Komt je model er niet uit zoals je hem ontworpen hebt? Kijk dan eens op de visual troubleshooting gallery. Ontwerpers die eerder tegen dezelfde problemen aanliepen, hebben hier beschreven wat mogelijke oorzaken kunnen zijn. Super handig!

6. Last but not least

Heb plezier!

Heb jij nog tips aan dit lijstje toe te voegen? Ik hoor ze heel graag!