3D-printing in het onderwijs


3D printing: de basics

Er vindt momenteel een verandering plaats in de manier waarop talloze producten worden geproduceerd. Deze verandering kan bijdragen aan een duurzamere toekomst, met producten die naar behoefte en op maat worden geproduceerd. De motor achter deze verandering? 3D-printing!

Inleiding

De term ‘3D-printen‘ (of Additive Manufacturing) wordt gebruikt voor een uitgebreid gamma aan technologieën waarbij een object wordt laag voor laag wordt opgebouwd vanuit een digitaal bestand. Zo kan je bijvoorbeeld harsen laag per laag gaan uitharden, of laagjes gesmoten plastic op elkaar leggen.

Er zijn ook systemen waarbij metaalpoeders met een laserstraal aan elkaar worden gesmolten. Heel wat webpagina’s bieden goede overzichten van deze verschillende technologieën, bijvoorbeeld 3dhubs.com (eng.) of Ground3d.nl (nl.).

In ieder geval, je hebt steeds dezelfde ‘ingrediënten’ nodig:

  • een digitaal bestand als ‘model’
  • een grondstof waaruit de laagjes worden opgebouwd
  • een proces (het 3D-printen dus) dat die grondstof transformeert (door middel van een printer)

De 3 elementen: proces, grondstof en digitaal bestand

We hebben dus een proces, een grondstof, en een digitaal bestand nodig. Met deze drie elementen kunnen we vervolgens aan de slag!

Qua principe is er dus niet zo heel veel verschil tussen deze 3D-printers en de al langer bestaande klassieke (inktjet)printers die iedereen in de buurt van zijn bureau heeft staan. Beide apparaten maken namelijk een digitaal bestand tastbaar, door materiaal op een ondergrond aan te brengen.

Extra

AM?

De term ‘Additive Manufacturing‘ houdt in dat dat een voorwerp wordt gemaakt door materiaal toe te voegen (vandaar de term ‘additive’). Dit in tegenstelling tot de ‘klassieke’ manier van fabricage waar wordt gestart met een groot blok materiaal en vervolgens de gewenste vorm bereikt wordt door materiaal weg te halen. Additive Manufacturing omvat volgende 7 technologieën:

  • Material Extrusion
  • VAT Photopolymerization of Stereolithografie
  • Material Jetting
  • Binder Jetting
  • Powder-bed Fusion
  • Sheet Lamination
  • Direct Energy Deposition

FDM valt onder de categorie ‘Material Extrusion’, waarbij materiaal laag voor laag uit een spuitopening wordt neergelegd.

Het proces: FDM

We starten met het proces als eerste van deze drie elementen. Deze site richt zich specifiek op de technologie die bekend staat als “FDM” (Fused Deposition Modeling). In het onderwijs is FDM de meeste gebruikte technologie, omwille van de (relatieve) eenvoud en het prijskaartje: je vindt FDM-printers vanaf ongeveer € 250. Benieuwd welke printer voor jouw toepassing geschikt is, en waarom? Je vindt hier een handleiding.

Fused Deposition Modeling is een techniek waarbij laag na laag materiaal aan elkaar wordt gesmolten. Het te printen materiaal (meestal een kunststof) wordt gesmolten en door middel van een spuitopening (soms ook nozzle genoemd) op een platform aangebracht. Door de spuitopening en/of het platform gericht te bewegen wordt de gewenste vorm, laag voor laag, bekomen. Doordat het vloeibare materiaal na het aanbrengen van iedere laag stolt, kan de gewenste vorm opgebouwd worden.

De FDM technologie werd ontwikkeld en de eerste keer uitgevoerd door Scott Crump in 1980 en door de firma Stratasys gecommercialiseerd. Andere 3D-print bedrijven hebben soortgelijke technologieën gehanteerd maar onder verschillende namen. MakerBot, bijvoorbeeld, bedacht een bijna identieke technologie die bekend staat als Fused Filament Fabrication (FFF).

Toch een ander type 3D-printer nodig? Contacteer ons en we helpen je graag op weg.

Het digitale bestand: een 3D-model

We hebben dus een proces (FDM) en over de grondstof (filament, meestal kunststof) kan je hier meer lezen.

Om aan het derde ingredriënt, het model, te geraken, zijn er verschillende manieren. Zo kan je kant-en-klare ontwerpbestanden downloaden van bijvoorbeeld:

Je kan ook zelf een ontwerp maken met gratis of betalende software. Wil je graag aan de slag met een eigen model, maar heb je geen idee hoe dat moet? Lees meer over het 3D-ontwerpen op onze pagina design voor 3D-printing.

Een digitaal 3D-model

Toepassingen

Wat kan je nu maken met een 3D-printer? De mogelijkheden zijn uitgebreid: hoe creatiever je bent, hoe meer je uit je 3D-printer kunt halen. Op deze pagina we enkele ideeën en voorbeelden waar je inspiratie kan uit putten.