3D-printmogelijkheden

Nessan Cleary deelt de huidige mogelijkheden die beschikbaar zijn voor 3D-printtechnologie.

Terugkijkend kunnen we zien dat de 3D-printtechnologie de afgelopen tien jaar vrij snel volwassen is geworden, wat het op zijn beurt voor printserviceproviders gemakkelijker maakt om te beoordelen of deze markt een haalbare kans biedt om hun activiteiten te diversifiëren. Het lijdt geen twijfel dat de meeste drukkerijen over de vaardigheden moeten beschikken die nodig zijn om over te stappen op 3D-printen, maar de vraag die de meeste printers zichzelf zullen moeten stellen is: wat voor soort printer zijn ze?

Dit komt omdat 3D-printen is geëvolueerd van een nieuwe technologie naar een complete marktsector voor additieve productie. Tegelijkertijd wordt printtechnologie, en vooral op het gebied van grootformaat, nu op grote schaal gebruikt in veel industriële gebieden. Dus printers die zichzelf in de eerste plaats als printers zien, kunnen het gevoel hebben dat er in de grafische kunst weinig mogelijkheden zijn voor 3D-printen.


Maar de bedrijven die zich meer bezighouden met industrieel printen zouden moeten ontdekken dat het onder de knie krijgen van additive manufacturing-technologie een logische aanvulling is op de printtechnologie die ze al gebruiken. Veel van de leveranciers die de persen, inkten, software en andere componenten maken die in de grafische grafische industrie worden gebruikt, zijn immers al op de additieve productie-bandwagon gesprongen.

HP heeft bijvoorbeeld een reeks 3D-printers ontwikkeld die zijn gebaseerd op dezelfde thermische printkoptechnologie die wordt gebruikt in zijn grafische printers. Bovendien gebruikt HP eigen 3D-printers om onderdelen voor zijn latexprinters te vervaardigen. Ricoh verkoopt een aantal 3D-printers en biedt een bureauprintservice aan. Mimaki biedt al een 3D-printer aan die voornamelijk wordt gebruikt voor het maken van modellen en prototypes, terwijl het bedrijf ook onderzoek doet naar het gebruik van 3D-printen om voedselautomaten te ontwikkelen.

Potentiële toepassingen

Nog maar een paar jaar geleden zou de belangrijkste marktmogelijkheid het maken van prototypes zijn geweest, naast de productie van gespecialiseerde armaturen, hulpstukken en mallen, en er is nog steeds veel vraag naar deze dingen. Er was enige mogelijkheid om kleine oplages van onderdelen voor eindgebruik te produceren, maar net als in de begindagen van digitaal printen, missen kleine oplages het volume om de conventionele productie op het gebied van de prijs uit te dagen. Zoals we echter bij digitaal printen hebben gezien, zijn de machines sneller en efficiënter geworden en dus zijn de oplages zo groot geworden dat additive manufacturing steeds meer als een kosteneffectieve optie wordt gezien, vooral voor reserveonderdelen en componenten die slechts kleine aantallen vervangen moeten worden.

Tegelijkertijd is het aanbod aan materialen dat 3D-geprint kan worden aanzienlijk toegenomen, wat leidt tot lagere prijzen en meer functionaliteit. Dit omvat veel verschillende soorten kunststoffen, zowel stijf als flexibel, en verkrijgbaar in technische kwaliteiten met verschillende eigenschappen, zoals een hoge sterkte-gewichtsverhouding of weerstand tegen hitte of bepaalde chemicaliën. Andere materialen zijn onder meer rubber en zelfs op hout gebaseerde filamenten. De afgelopen jaren hebben we ook een openstelling van de markt voor metaalprinten gezien, grotendeels gedreven door een groter gebruik van inkjettechnologie voor het spuiten van bindmiddelen. Hier wordt het bouwmateriaal, dat in poedervorm wordt geleverd, op een bed uitgespreid en vervolgens wordt de bindvloeistof precies daar gespoten waar nodig is om een deel van dit poeder te laten samenklonteren en een vaste laag te vormen. Dit proces wordt vervolgens laag voor laag herhaald om het object op te bouwen. Deze techniek kan worden gebruikt met een aantal verschillende materialen, maar ook met metaal.


Een relatief eenvoudige toepassing is het produceren van mallen, waarbij 3D-printen veel sneller en kosteneffectiever is dan de meeste conventionele methoden. Dit is een aantrekkelijk gebied om in te werken, deels omdat het echt een betere oplossing biedt, maar ook omdat de uiteindelijk geproduceerde onderdelen identiek zijn aan de onderdelen die conventioneel worden gemaakt en er dus geen verdere certificering vereist is voor die onderdelen. Er zijn verschillende soorten mallen, waarbij vooral zandgieten populair is. Fujifilm Dimatix heeft zojuist een nieuwe printkop geïntroduceerd die specifiek gericht is op het printen van mallen voor zandgieten en het spuiten van metalen bindmiddelen. De Starfire SG1024 L3F is ontworpen om om te gaan met de agressieve bindvloeistof die doorgaans in deze toepassingen wordt gebruikt.

Een andere groeiende markt is die van kleding, waar 3D-printers zijn gebruikt om op maat gemaakte knopen te maken. Stratasys heeft een 3D-printer gedemonstreerd die specifiek gericht is op de textielmarkt, de J850 Techstyle, die reliëfontwerpen rechtstreeks op textiel kan printen. Dit kan worden gebruikt voor logo's en kan tekst en afbeeldingen in meerdere kleuren bevatten. De Techstyle is een Polyjet-printer die een harsmateriaal spuit dat vervolgens wordt gepolymeriseerd door blootstelling aan ultraviolet licht. Het kan afdrukken op kledingstukken, zoals katoenen of denimkleding, en accessoires zoals handtassen.

Er zijn tal van voorbeelden van 3D-printers die worden gebruikt om reserveonderdelen te produceren. Chiltern Railways heeft 3D-geprinte vervangende onderdelen op stoelen voor zijn passagierstreinen. De onderdelen, waaronder de armleuningen en handgrepen, zijn geproduceerd op een Stratasys Fortus 450mc FDM-printer, met behulp van Ultem 9085-hars, die is gecertificeerd volgens de brand-, rook- en toxiciteitsnormen van de spoorwegindustrie.

In een ander voorbeeld print het Duitse merk Sienna Garden, dat een assortiment tuinmeubelen verkoopt, reserveonderdelen op aanvraag in 3D. De reserveonderdelen in kwestie zijn meestal zaken als plastic voetdoppen of scharnieren, die breken of gewoon verslijten. Deze onderdelen zijn klein en relatief goedkoop om in kleine hoeveelheden te printen en door ze on-demand af te drukken, bespaar je op de voorraadbeheerkosten die gepaard gaan met de opslag ervan in een magazijn. Ditzelfde argument – het terugdringen van de kosten van voorraadbeheer – heeft de transitie van het drukken van boeken naar digitaal gestimuleerd en ligt aan de basis van de groei van het digitaal drukken van etiketten en verpakkingen.

Vanuit het perspectief van de commerciële printmarkt loopt additive manufacturing nog steeds ongeveer twintig jaar achter op de digitale printmarkt. In die tijd waren commerciële drukkers nog maar net begonnen met het installeren van digitale machines zoals de Xerox iGen of de Kodak Nexpress, en grootformaatprinters werden net wakker met de voordelen van UV-flatbeds in een markt die nog steeds werd gedomineerd door rolaanvoermachines met oplosmiddelen. In de praktijk betekent dit dat ontwerpers en fabrikanten 3D-printen nog maar net beginnen te overwegen als een optie voor korte productieruns. Dit zal de komende tien jaar de productie transformeren, omdat het niet nodig is om speciale productielijnen op te zetten. Dat laat de deur open voor bureaus die zich kunnen richten op verschillende soorten organisaties en toepassingen, net zoals printserviceproviders dat momenteel doen.