In dit filmpje, 7x versneld, zie je een voorwerp op haast magische wijze opduiken uit een bad met UV-gevoelige hars. Anders dan de bekende 3D-printers die werken met gesmolten plastic of lasersinteren, werkt dit type 3D printer door het bundelen van laserlicht op de punten in het harsbad waar het voorwerp moet ontstaan.
Harsprinters bestaan al langer, maar deze printer is in staat in drie dimensies tegelijk te printen. Bij deze nieuwe techniek, ontwikkeld door startup Carbon3D, wordt gebruik gemaakt van de combinatie van UV-licht en het manipuleren van het zuurstofgehalte. Een vervelende eigenschap van 3D printen is dat de snelheid zo laag ligt. Deze techniek, die voorwerpen in vijf minuten print, zou een doorbraak betekenen voor ongeduldige mensen, de meesten. Wel zijn alleen sommige harsen als materiaal bruikbaar.
3D printers nu zijn erg nuttig om voorwerpen in allerlei vormen en maten te maken, bijvoorbeeld een werkende opwindklok, maar afgezien daarvan, kan je er nog weinig mee. Electronica, bijvoorbeeld, ligt off limits. Daar lijkt nu verandering in te zijn gekomen.
In samenwerking met printgigant Autodesk heeft Voxel8 nu een printer ontwikkeld, die in staat is met elektrisch geleidend plastic te werken. Een tweede zeer waardevolle toevoeging is de mogelijkheid, de print gedurende het printproces stil te leggen, waardoor de gebruiker elektronische onderdelen, denk aan motortjes, printplaten of condensatoren, er in kan leggen. Na afronding van het printproces ontstaan zo apparaten, die zonder 3D printen niet gemaakt hadden kunnen worden.
Voxel8: de eerste commerciële elektronicaprinter.
Voor consumenten die weinig van elektronica afweten, vrijwel iedereen dus, of voor onbemande toepassingen in bijvoorbeeld ruimtevaartuigen, zou in een wat verdere toekomst ook een robotarmpje en magazijnen met standaard weerstandjes, condensatoren en andere elektroniche onderdelen toegevoegd kunnen worden. Dit zou echt ongekende mogelijkheden opleveren. Je zou dan wetenschappelijke meetinstrumenten ter plekke op een planeet of asteroïde uit kunnen printen. Een fiasco zoals op komeet 67/P met de Rosetta-missie zou tot het verleden behoren. Ook zou je zo zelfreplicerende mijnbouwfabrieken kunnen printen.
Na veertig jaar afwezigheid lokt onze metgezel weer. Deze keer zijn er vergevorderde plannen voor een maanbasis. Ook ruimtevaartorganisatie ESA laat zich niet onbetuigd. Zal 3D printen onze langgekoesterde droom van menselijke bewoning op een ander hemellichaam eindelijk in vervulling laten gaan?
Een basis op de maan bouwen lijkt op het eerste gezicht een krankzinnig plan. Voor beton heb je bijvoorbeeld water nodig, een verbinding die uitermate schaars is op de maan, om maar te zwijgen over kalksteen, dat afkomstig is van versteende overblijfselen van waterorganismen. Een bouwploeg is wekenlang aan het bouwen en moet voorzien worden van water en voedsel. Schijn bedriegt echter, door een technische doorbraak die ongeveer een decennium geleden bereikt is.
Zo zien ESA-denkers een 3D-geprinte maanbasis voor zich van bewerkt regoliet. Bron: ESA
Naar blijkt, kan het overvloedig aanwezige maanregoliet of maanstof, een poederlaag die enkele meters dik is, met een magnetron in maanbeton, lunarcrete veranderd worden [1]. Hierbij kitten de losse deeltjes aan elkaar en vormen een massief materiaal. Ongeveer wat er in een SLS 3D printer gebeurt.
ESA gebruikt een meer traditioneel systeem. Een industrieel consortium onder leiding van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, met als bekendste deelnemer de visionaire 3D-huizenontwikkelaar Enrico Dini, is er in geslaagd een 3D printer te ontwikkelen die maanstof kan verwerken tot min of meer bewoonbare onderkomens. Wel werkt deze printer met enkele materialen die niet voor het grijpen liggen op de maan, zoals magnesiumoxide en een niet nader gespecificeerde zoutoplossing, waarin vermoedelijk het schaarse water het oplosmiddel is. ESA denkt het waterprobleempje op te lossen door de maanbasis in de Shackleton krater op de zuidpool van de maan te bouwen. Daar moeten zich in het eeuwige duister van de Shackleton kraterbodem kleine voorraden waterijs bevinden. Een andere aantrekkelijke kant van de Shackletonkrater is dat zich hier een “piek met eeuwig licht” bevindt. Geen overbodige luxe op de maan, waar rond de twee weken duisternis, twee weken zon afwisselen en zo enorme hoeveelheden batterijen zou vereisen. Het door ESA voorgestelde stulpje zou in ongeveer een week gebouwd kunnen worden.
Een elegantere methode is uiteraard om structuren zonder water te maken, door alleen met bundels zonlicht regoliet te smelten. De Duitse kunstenaar Markus Kayser deed precies dat, alleen dan met Saharazand. Volgens ESA zal hun volgende project inderdaad gebruik maken van een bundel geconcentreerd zonlicht[3]. Dit zou inderdaad de hoeveelheid materiaal die van Aarde meegesleept moet worden, drastisch verminderen. De langgekoesterde droom om alleen met maanmateriaal te werken, komt zo binnen bereik.
Ontwerpers moesten tot nu toe rekening houden met de beperkingen van bestaande ontwerptechnieken om hun brain childs werkelijkheid te laten worden. Hier komt nu verandering in. Met een 3D printer kunnen namelijk ook onderdelen geprint worden die met andere technieken onm ogelijk op die manier te construeren zijn. Denk bijvoorbeeld aan een masssieve, naadloze schaal die een ander voorwerp herbergt.
Vice heeft wederom een interessante aflevering over wapens en dit keer over het open source delen van wapenonderdelen die vervolgens met de 3D printer thuis kunnen worden uitgeprint.
People have figured out how to print a semi-automatic rifle from the comfort of their own home. Now they’re putting all the information online so that others will join them.
This is a story about the rapid evolution of a technology that has forced the American legal system to play catch up. Cody Wilson, a 25 year old University of Texas Law student, is an advocate for the open source production of firearms using 3D printing technology.
This makes him a highly controversial figure on both sides of the gun control issue. Motherboard sat down with Cody in Austin, Texas to talk about the constitution, the legal system, and to watch him make and test-fire a 3D-printed gun.
Goed idee of juist niet, het online open source delen van wapenonderdelen die iedereen met een 3D printer thuis uit kan printen?
In de woestijn is een boel energie aanwezig in de vorm van zonnestraling en is er ook een boel grondstof aanwezig in de vorm van zand. Markus Kayser telde de twee bij elkaar op en trok met een 3D printer die op zonne-energie werkt en zand als grondstof gebruikt de woestijn in om daar van zand en zon mooie dingen te maken met zijn Solar Sinter.
In a world increasingly concerned with questions of energy production and raw material shortages, this project explores the potential of desert manufacturing, where energy and material occur in abundance.
In this experiment sunlight and sand are used as raw energy and material to produce glass objects using a 3D printing process, that combines natural energy and material with high-tech production technology.
Solar-sintering aims to raise questions about the future of manufacturing and trigger dreams of the full utilisation of the production potential of the world`s most efficient energy resource – the sun. Whilst not providing definitive answers this experiment aims to provide a point of departure for fresh thinking.
Het Biomanufacturing Laboratory van de University of Iowa, College of Engineering’s Center for Computer Aided Design ontwikkelt een proces om een glucose-gevoelig pancreas-achtig orgaan te bioprinten. Dit orgaan kan in een laboratorium worden opgekweekt (de stamcellen moeten immers delen en aan elkaar groeien, zodat zich uit de losse cellen een pancreas gaat vormen om zo het bloedsuikerniveau te reguleren.
De pancreas staat ook wel bekend als alvleesklier. Dit orgaan produceert insuline, een hormoon dat het glucoseniveau in ons bloed controleert. Bij een te hoog glucosegehalte scheidt de alvleesklier insuline af, die lichaamscellen het signaal geeft glucose uit het bloed op te nemen. Bij suikerziekte is de alvleesklier geheel of gedeeltelijk buiten werking. Daarom krijgen deze patiënten kunstmatige insuline toegediend, die ze zelf, afgestemd op hun maaltijden, handmatig moeten innemen. Dit is vrij belastend; ook blijft het bloedsuikergehalte schommelen, waardoor toch schade optreedt.
Hun bioprinter heeft meerdere printarmen die verschillende materialen – typen stamcellen en substraat dus – kunnen printen. Hiermee kan tijd woden bespaard terwil een menselijk rgaanm wordt uitgeprint. De ene arm print weefsel waaruit zich bloedvaten vormen en de andere arm print actief weefsel (in een pancreas dus insulineproducerende pancreascellen) tussen de bloedvaten.
Een interessant project van de European Space Agency – ESA, die 3d printtechnologie wil gebruiken om een maanbasis te printen uit maanstof om zo de maan bewoonbaar te maken.
Setting up a lunar base could be made much simpler by using a 3D printer to build it from local materials. Industrial partners including renowned architects Foster + Partners have joined with ESA to test the feasibility of 3D printing using lunar soil.
“Terrestrial 3D printing technology has produced entire structures,†said Laurent Pambaguian, heading the project for ESA.
“Our industrial team investigated if it could similarly be employed to build a lunar habitat.â€
Foster + Partners devised a weight-bearing ‘catenary’ dome design with a cellular structured wall to shield against micrometeoroids and space radiation, incorporating a pressurised inflatable to shelter astronauts.
A hollow closed-cell structure – reminiscent of bird bones – provides a good combination of strength and weight.
The base’s design was guided in turn by the properties of 3D-printed lunar soil, with a 1.5 tonne building block produced as a demonstration.
“3D printing offers a potential means of facilitating lunar settlement with reduced logistics from Earth,†added Scott Hovland of ESA’s human spaceflight team.
“The new possibilities this work opens up can then be considered by international space agencies as part of the current development of a common exploration strategy.â€
“As a practice, we are used to designing for extreme climates on Earth and exploiting the environmental benefits of using local, sustainable materials,†remarked Xavier De Kestelier of Foster + Partners Specialist Modelling Group. “Our lunar habitation follows a similar logic.â€
The UK’s Monolite supplied the D-Shape printer, with a mobile printing array of nozzles on a 6 m frame to spray a binding solution onto a sand-like building material.
3D ‘printouts’ are built up layer by layer – the company more typically uses its printer to create sculptures and is working on artificial coral reefs to help preserve beaches from energetic sea waves.
“First, we needed to mix the simulated lunar material with magnesium oxide. This turns it into ‘paper’ we can print with,†explained Monolite founder Enrico Dini.
“Then for our structural ‘ink’ we apply a binding salt which converts material to a stone-like solid.
“Our current printer builds at a rate of around 2 m per hour, while our next-generation design should attain 3.5 m per hour, completing an entire building in a week.â€
We volgen hier de ontwikkelingen van 3D printen op de voet. Tot nu toe leek het 3D printen nog erg in een soort pioniers/ ontdekkingsstadia te zijn. Dat er nu toch ook heel duidelijk verdere stappen worden gezet naar de grote massa wordt ondermeer duidelijk door dit strakke reclamefilmpje vol met Hipsters over 3D printen.
Het lijkt er met dit soort marketing op dat 3D printen wel eens heel snel de huiskamers van de gewone Nederlander binnen kan komen. Andere interessante websites waar je nu ook al gewoon online 3D geprinte producten kunt bestellen naast Shapeways zijn o.a.: i.materialise.com en freedomofcreation.com. Wat het bestellen van dit soort producten betreft ligt de gehele digitale infrastructuur er eigenlijk al. Hier lijken dus ook maar amper hindernissen te zijn.
Interessant is verder dat veel van deze verkopende websites van iedereen goede 3D modellen accepteren en je betaald krijgt elke keer als een klant bij zo een website jouw model print via hun. Mocht je dus tijd over hebben dan kan het altijd de moeite zijn om jezelf te leren 3D modelleren en zo op termijn wat extra bij te verdienen. Onder andere Google SketchUp, Tinkercad en 3DTin zijn allemaal gratis programma`s waarmee je jezelf kunt leren 3D modelleren.
3D printers zorgen voor een ware revolutie en de ontwikkelingen gaan momenteel razendsnel. Wat deze revolutie bijzonder maakt is dat iedereen die wil, mee kan denken en bouwen aan een open source 3d printer genaamd de Makerbot.
Op het onderstaande filmpje komt voorbij hoe in Eindhoven een club fanatici gezamenlijk tips en ervaringen uitwisselen en zie je een hele serie Makerbots in actie. Het stuk over de Makerbots begint na 1 min. 28 sec.
Op www.makerbot.com/community is te vinden hoe je je aan kunt melden bij deze community en wellicht kun je de volgende keer dan ook meedoen met de heren en dames in Eindhoven als ze weer bij elkaar komen. Een andere leuke feature van de Makerbot is dat hij zichzelf grootendeels kan uitprinten. De Makerbot is daarmee waarschijnlijk het eerste stuk zelfreplicerende open source hardware dat er op deze aardbol te vinden is. Zolderknutselaars, garagehobbyisten en amateuruitvinders der Nederlanden verenigt u!
Een praktisch voorbeeld van een open source 3D onwerp, Een veilig vogelhuisje.
Naast de hardware van Makerbot worden ook vele 3D ontwerpen open source met elkaar gedeeld. Op www.thingiverse.com een uitgebreid overzicht waar dagelijks nieuwe ontwerpen aan worden toegevoegd. Bijv. het vogelhuisje hier rechts op de foto. Voor het exacte ontwerp en de stappen wat het huidige model doorlopen heeft via verschillende ontwerpers zie hier. En mocht je zelf nog een handige verbetering hebben dan kun je dit gemakkelijk toevoegen in het ontwerp, de boel weer uploaden en kan iedereen een nog beter vogelhuisje uitprinten. Samen producten ontwerpen was nog nooit zo gemakkelijk.
Alle ontwerpen die op thingiverse te vinden zijn, zijn vervolgens te downloaden en kun je met de Makerbot uitprinten. Tussen de ontwerpen staan onder andere al verschillende verbindingsstukken van Ikea meubelen die als ze nu breken gewoon bij te printen zijn in je eigen huiskamer. Goed voor de portemonnee en goed voor het milieu. Grote kans dat Planned obsolescence geen enkele kans zal maken in dit open source ontwerpmilieu.
Op het moment van schrijven van dit stukje staan er in totaal 21.704 verschillende ontwerpen op Thingiverse en zijn er de laatste 24 uur 37 nieuwe ontwerpen geupload. Bekijk de sectie Newest Things voor de laatste updates.
Voor de mensen die willen leren 3D ontwerpen te maken kan de gratis software van Google SketchUp, Tinkercad en 3DTin wellicht uitkomst bieden. Deze revolutie is er dus echt eentje waar iedereen die wil vrolijk vanuit de eigen huiskamer kosteloos aan mee kan doen!
