3D-printing in het onderwijs


Design voor 3D printing

Het lijkt een bijkomstigheid, maar eigenlijk is design voor 3D-printing essentiëel. Er zijn op internet heel wat gratis 3D-modellen te vinden, maar leerlingen enkel kant-en-klare bestanden laten printen gaat voorbij aan de STEM-mogelijkheden van 3D-printing.

Aandachtspunten

Het is belangrijk de leerlingen in zekere mate zelf te laten ontwerpen: door hen zelf te laten nadenken over het oplossen van problemen, kan de betrokkenheid van de studenten en de leerervaring aanzienlijk verbeterd worden. Bovendien is kennis van ontwerpen voor 3D-printen momenteel dé factor bij uitstek die de verspreiding van de technologie tegenhoudt; studenten met kennis rond 3D-print-design hebben een streepje voor op de arbeidsmarkt!

Er zijn zeker enkele elementen waar je rekening mee moet houden bij het ontwerpen voor 3D-printing. Vooral in het begin is het soms een zaak van falen, bijleren en weer doorgaan. We geven je graag enkele basis-ontwerpregels mee (met dank aan Cesar Vandevelde, UGent):

Verder zijn er nog wel enkele aandachtspunten:

  • Het is belangrijk dat reliëf en graveringen een minimum dikte of diepte hebben. Algemeen kan je uitgaan van 1 mm (horizontaal), of 2 mm bij verticale wanden.
  • Ook details moeten een minimumdikte hebben – om zichtbaar te printen is 0,7 mm dikte nodig. Je moet natuurlijk ook rekening houden met de sterkte van het stuk.
  • Kenmerken zoals staven moeten minstens 1,5 mm dik zijn.
  • Bewegende of in elkaar grijpende stukken moeten minimum 0,5 mm van elkaar verwijderd zijn.
  • Een overhangende hoek mag niet scherper zijn dan 45° om te kunnen printen zonder ondersteuning (“support”).
  • De dikte van een zwevende wand moet minimum 1.5 mm zijn (of 1 mm indien het ondersteund is).

Het spreekt voor zich dat deze maten en parameters afhankelijk van de gebruikte grondstof en printer.

Processing software

Wanneer je ontwerp klaar is, is het geen slecht idee het te laten controleren door processing software die eventuele kleine foutjes in je model kan oplossen. Dit kan met de Materialise Magics software, of online via bijvoorbeeld:

Ontwerpsoftware

Wanneer je beschikt over de juiste software om modellen te gaan ontwerpen voor 3D-printing, kan je aan de slag!
De onderstaande lijst bevat voorbeelden van veelgebruikte software waarmee jij of je klas aan het ontwerpen kan slaan:

Naam en infoNiveauPrijsPlatformOpen SourceOndersteunde formaten voor 3D-printenLink
Autodesk TinkerCADbeginner (9+)gratisonlinenee.STL, .OBJ, .X3D, .VRML>
Google SketchUpbeginner tot gemiddeld (11+)gratis Make-versie
betalende Pro-versie
Windows, Macnee.SKP, .DAE (SketchUp Make)
.SKP, .DAE, .3DS, .OBJ, .FBX, .VRML (SketchUp Pro)
>
Blendergemiddeld tot professioneel (13+)gratisWindows, Mac, Linuxja.STL, .OBJ, .FBX, .3DS, .PLY>
Dassault Systèmes SOLIDWORKSgemiddeld tot professioneel (14+)betalendWindowsnee.STL, .OBJ, .THING>
Autodesk AutoCADgemiddeld tot professioneel (14+)gratis voor educationeel gebruik
betalend voor professioneel gebruik (gratis 30 dagen proefversie)
Windows, Macnee.STL, .STEP, .IGES>
Onshapebeginner tot gemiddeld (11+)gratis (hobby en educationeel gebruik)
betalend (professioneel gebruik)
online + iOS, Android appnee.STL, .3DM, .STEP, .IGES>
Autodesk Inventorgemiddeld tot professioneel (14+)gratis voor educationeel gebruik
betalend voor professioneel gebruik (gratis 30 dagen proefversie)
Windowsnee.STL, .STEP, .IGES>
Rhino 3Dgemiddeld tot professioneel (13+)betalend (gratis 90 dagen proefversie, tot 80% korting voor studenten en docenten)Windows, Macnee.STL, .3DM, .3DS, .DAE, .IGS, .OBJ, .PLY, .SKP, .STEP, . VRML, .X3D>
OpenSCADbeginner tot professioneel (13+)gratisWindows, Mac, Linuxja.STL>
Autodesk Fusion 360gemiddeld tot professioneel (14+)gratis voor educationeel gebruik
betalend voor professioneel gebruik (gratis 30 dagen proefversie)
Windows, Macnee.STL, .OBJ>
3D Slashbeginner (7+)gratis
betalende versie meer functies
Windows, Mac, Linux, onlinenee.STL>
Siemens Solid Edgegemiddeld tot professioneel (14+)gratis voor educationeel gebruikWindowsnee.3MF,
.STL, .STEP, .IGES, .JT
>
Doodle3Dbeginner (4+)betalend (82 euro)onlinenee.STL>
SelfCadbeginner tot gemiddeld (12+)gratis voor educationeel gebruikonlinenee.STL, Gcode>