Wat is 3D-printen? Een moderne productierevolutie

3D-printen, ook wel rapid prototyping genoemd, is een productiemethode waarbij snel 3D-objecten worden gemaakt op een machine van redelijk formaat die is aangesloten op een computer met blauwdrukken voor het object. De basisprincipes zijn als die van een 2D-printer:materiaalcartridges, flexibiliteit van de uitvoer en vertaling van code in een zichtbaar patroon. Enthousiastelingen hopen dat thuisfabrikanten een revolutie in de productie van maatwerk zullen inluiden en de behoefte aan gecentraliseerde productie zullen elimineren (of sterk verminderen). In plaats van naar een winkel te gaan om een set serviesgoed op te halen, kan iemand de plannen online kopen en deze uit eenvoudig materiaal afdrukken.

De technologie waarmee 3D-printers kunnen werken, verscheen halverwege de jaren negentig. Na hun aankomst voorspelden futuristen onmiddellijk dat mensen ze binnenkort in elk huis zouden zien. De kosten van de onderdelen, waaronder talloze flexibele productietools, hebben de kosten voor de meeste mensen echter te hoog gehouden. Huidige modellen zijn dure machines voor gebruik door professionele productontwerpers of ingenieurs, die er modellen van maken voor bijvoorbeeld presentaties aan klanten. Moderne apparaten werken met verschillende grondstoffen, zoals zaagsel en lijm, die in 3D-structuren kunnen worden geperst, zolang het ontwerp het mogelijk maakt dat lagen stapsgewijs worden aangebracht.

De nieuwste 3D-printapparaten gebruiken een laser en metaalstof om 3D-objecten uit metaal te maken, waardoor de technologie aantrekkelijker wordt. Deze machines zijn al door Israël en de Verenigde Staten gebruikt om UAV's of onbemande luchtvaartuigen te vervaardigen. Het Amerikaanse leger doet onderzoek naar een printer die geschikt is voor het slagveld en die kan worden gebruikt om communicatieapparatuur te vervaardigen als deze nodig is.

Vroege projecties suggereerden dat deze machines waarschijnlijk een combinatie van lasers en speciale polymeren zouden gebruiken om producten te vervaardigen. Er zijn bepaalde polymeren die alleen stollen onder een bepaald mengsel van licht, en deze eigenschap kan worden benut door een duo lasers te gebruiken die, onafhankelijk van elkaar, niet aan deze optische voorwaarden voldoen, maar wel wanneer ze samen worden gebruikt. Wanneer de twee lasers elkaar kruisen in de oplossing, stolt deze. Door vanaf de grond een structuur op te bouwen kan er een stabiel product ontstaan ​​wanneer het vloeibare polymeer wordt afgevoerd. Deze methode bleek echter nogal duur en er worden tegenwoordig minder technisch veeleisende technieken gebruikt.

Op een dag zullen er misschien 3D-printers zijn die nanotechnologie gebruiken om producten te maken door ze atoom voor atoom te deponeren. Voorlopig werk met atomaire tooltips suggereert dat dit wetenschappelijk haalbaar is. Er zijn op atomaire schaal eenvoudige machines gecreëerd, zoals kleine wielen, transistors en ‘lopend DNA’. Dit zouden de voorlopers kunnen zijn van meer geavanceerde, op maat gemaakte productiesystemen.

About Mechanics streeft ernaar nauwkeurige en betrouwbare informatie te verstrekken. We selecteren zorgvuldig gerenommeerde bronnen en hanteren een rigoureus proces van factchecking om aan de hoogste normen te voldoen. Lees ons redactionele proces voor meer informatie over onze toewijding aan nauwkeurigheid.

Michael Anissimov levert een toegewijde bijdrage aan About Mechanics en brengt zijn expertise op het gebied van paleontologie, natuurkunde, biologie, astronomie, scheikunde en futurisme naar zijn artikelen. Michael is een fervent blogger en heeft een grote passie voor stamcelonderzoek, regeneratieve geneeskunde en levensverlengende therapieën. Zijn professionele ervaring omvat onder meer werk bij de Methuselah Foundation, het Singularity Institute for Artificial Intelligence en de Lifeboat Foundation, waarmee hij zijn inzet voor wetenschappelijke vooruitgang nog eens onderstreept.