Toekomstige technologieën:3D-printen

3D-printen staat ook bekend als additive manufacturing, omdat het digitale 3D-modellen omzet in solide objecten door ze laag voor laag af te drukken. De technologie is uitgevonden in de jaren 80 en wordt sinds het begin gebruikt voor rapid prototyping. In de afgelopen jaren is het begonnen te evolueren naar de volgende generatie productietechnologie. Een technologie die de on-demand, lokale productie van eindproducten of delen daarvan mogelijk maakt.

3D-printen kan met een breed scala aan materialen, zoals thermoplasten, pure metalen, keramiek, metaallegeringen en verschillende vormen van voedsel. 3D-printen als productietechnologie voor eindgebruik staat nog in de kinderschoenen. Maar in de komende decennia, en in combinatie met synthetische biologie en nanotechnologie, heeft het de potentie om veel ontwerpen, productie- en logistieke processen radicaal te transformeren.

DE REEKS TOEPASSINGEN

Prototypes
Het snelst groeiende gebied van 3D-printen toepassing is de additieve vervaardiging van productiegereedschappen. Traditioneel zou het eindproduct met de hand zijn gemaakt tegen zeer hoge kosten vanwege de mallen, patronen, mallen, armaturen en andere gereedschappen die worden gebruikt om het eindproduct te maken. Zo kosten de mallen die worden gebruikt om plastic onderdelen te maken vaak tienduizenden dollars. Daarentegen is het nu mogelijk om met 3D-printers low-run spuitgietmasters te produceren voor honderden dollars, en uiteindelijke high-run malmasters voor een paar duizend. De impact van 3D-printen op traditionele productieprocessen kan daarom dramatisch zijn.

Schimmels en patronen
Het is nu mogelijk om zandgegoten kernen en mallen direct in 3D te printen. Traditioneel zandgieten vereist het maken van houten patronen, waarrond gietzand wordt verpakt. Het houten patroon moet dan uit de resulterende mal of kern worden verwijderd (niet altijd een gemakkelijke of succesvolle bewerking), voordat gesmolten metaal in het uiteindelijke onderdeel wordt gegoten.

Door 3D-printers te gebruiken om zandgegoten mallen en kernen te maken, kunnen bedrijven zichzelf de kosten besparen van het maken van houten patroonmasters. Ze kunnen ook meer ingewikkelde onderdelen uit zandvormen gieten die met traditionele middelen onmogelijk te maken zouden zijn. Nogmaals, tijd- en kostenbesparingen kunnen zeer aanzienlijk zijn.

Persoonlijke fabricage
3D-printers voor persoonlijk gebruik nemen snel toe:tegen 2020 zullen jaarlijks meer dan een miljoen persoonlijke printers worden verkocht. Het soort objecten dat kan worden gefabriceerd is beperkt.Persoonlijke 3D-printers in de productcategorie bevinden zich in een vroeg ontwikkelingsstadium en het is onwaarschijnlijk dat ze voorlopig op de reguliere markt zullen komen.

Begin van een revolutie

De toekomst van 3D-printers ziet er veelbelovend uit, ze komen misschien niet massaal in huis, maar ze hebben potentieel in verschillende toepassingsgebieden. Er zijn meerdere manieren waarop een 3D-printer kan worden gebruikt, het kan bijvoorbeeld worden gebruikt om reserveonderdelen te maken voor alle soorten producten die voorlopig niet op voorraad zijn. Defecte goederen kunnen in realtime worden gerepareerd, een kapot artikel kan vrijwel onmiddellijk worden gerepareerd.

Een andere toekomstige toepassing is het gebruik van 3D-printers om vervangende organen te maken, en zelfs om het menselijk lichaam direct te repareren, bioprinting genoemd op het gebied van snelle ontwikkeling. De mogelijkheden zijn eindeloos.