23 februari 2022 12:00

Analyse: waarom 3D-printen aan terrein wint

Sinds 3D-printen toegankelijker is geworden voor consumenten, is er ook een grotere acceptatie en inzetbaarheid binnen bedrijven merkbaar.

3D-printen of additive manufacturing is breder inzetbaar dan ooit tevoren. Additive manufacturing is op vrijwel iedere technologie toepasbaar. Een laptop, smartphone, gameconsole of smartwatch: ze kunnen allemaal (deels) worden gemaakt met behulp van 3D-printers. Techfabrikanten zetten 3D-printers in om prototypes te maken of om haalbaarheidsonderzoeken uit te voeren. Zo kunnen fabrikanten experimenteren met andere materiaalsoorten dan die doorgaans gebruikt worden voor elektronica, zoals technisch keramiek.

Hoe start je met 3D-printing? Je ontekt het hier!

Er is een belangrijke reden waarom 3D-printen de laatste jaren steeds meer aan terrein wint: het heeft namelijk vele voordelen ten opzichte van conventionele maakmethodes. Deze voordelen kunnen een reden zijn waarom je zelf met additive manufacturing binnen jouw bedrijf aan de slag zou moeten.

4 voordelen van 3D-printen

1. Ontwerpvrijheid

Additive manufacturing geeft meer ontwerpvrijheid. Bij conventionele technologieën ben je voornamelijk gebonden aan de gereedschappen die gebruikt worden om het materiaal weg te halen. Met een boor is een vierkant gat realiseren geen gemakkelijke opgave, maar voor een 3D-printer is dit een peulenschil. 3D-printers moeten overigens wel aan bepaalde ontwerpregels voldoen, aangezien niet ieder ontwerp printbaar is. In het algemeen kun je echter wel stellen dat 3D-printers complexere ontwerpen kunnen maken. Bij conventionele toepassingen is het makkelijker om enkel gebruik te maken van rechte lijnen, terwijl het bij additive manufacturing niet zoveel uitmaakt welke vorm het product heeft. Daarnaast kun je interne structuren fabriceren, terwijl je bij de conventionele methode al snel een onderdeel moet opdelen in verschillende delen. Denk bijvoorbeeld aan een warmtewisselaar/koelelement.

Makkelijker dan bij conventionele methodes is het om door middel van 3D-printen onderdelen te personaliseren. Een prothese ter vervanging van een bot of gewricht kan op maat worden gemaakt door middel van een 3D-scan en 3D-printer. Ieder mens heeft een ander formaat of vorm van een bepaald bot. Met additive manufacturing is hiervoor nauwkeurig maatwerk mogelijk. Als je slechts één product of een zeer beperkte oplage nodig hebt, kan het daarnaast haalbaarder en efficiënter zijn om te kiezen voor additive manufacturing ten opzichte van de conventionele methodes. 3D-printen is dan ook te zien als een soort plug-and-play-methode.

Een heupprothese gemaakt met een 3D-printer. Image: iStock

2. Kortere lead time

3D-printen maakt het mogelijk om een design sneller tastbaar te maken. Als je een design wil printen, kan het zo simpel zijn om enkel op een knop te hoeven drukken. Natuurlijk moet je eerst een design ontwerpen of verworven hebben. Ook is het belangrijk dat je instellingen goed staan en je de juiste hoeveelheid materiaal bij de hand hebt. Eenmaal gestart is een print na een x aantal uur klaar. In theorie kan een object hierdoor razendsnel bij een klant liggen of worden gebruikt voor eigen doeleinden.

Bij conventionele methodes bestaat het maken van een design regelmatig uit verschillende stappen, zoals boren, slijpen en assembleren. Voor iedere vorm is een andere bewerking nodig en dat kost doorgaans meer tijd dan het maken van hetzelfde product met behulp van een 3D-printer. Het is bovendien makkelijker om snel aanpassingen te maken aan het design en zo tot een steeds beter prototype of product te komen.

3. Efficiënter materiaalgebruik

Door gebruik te maken van additive manufacturing kun je mogelijk een hoop afval vermijden. Waar je bij conventionele methoden materiaal weghaalt (je neemt bijvoorbeeld een blok staal waarbij je met een frees of boor materiaal verwijdert), voeg je bij additive manufacturing juist materiaal toe. Afhankelijk van je basismateriaal (poeder, filament, vloeistof) houd je alles wat je niet gebruikt in een print over, wat je vervolgens kunt gebruiken in een nieuwe print. Bij conventionele methoden kan het overgebleven materiaal vaak niet meer worden gebruikt. Dit ‘afval’ kan in veel gevallen worden gerecycled, al kost dit wel de nodige energie.

Bovendien breng je bij additive manufacturing enkel materiaal aan op plekken waar dat nodig is. Bij conventionele methoden is het soms makkelijker en efficiënter om materiaal op sommige plekken van een product te laten zitten, waardoor je dit materiaal als het ware verspilt. Met een 3D-printer kun je ervoor kiezen om alleen materiaal te gebruiken op plekken waar dit echt nodig is. Dit voorkomt verspilling van het materiaal. Bovendien wordt het onderdeel daardoor een stuk lichter. Wel is het afhankelijk van je 3D-printtechnologie noodzakelijk om gebruik te maken van ondersteuningsstructuren binnen een 3D-print. Dit is echter vaak nog altijd efficiënter en zorgt voor minder afval dan conventionele methoden.

4. On-demand produceren

Het is mogelijk dat je niet langer een fysiek magazijn nodig hebt of juist op voorraadruimte kunt besparen, aangezien je 3D-printer on-demand onderdelen kan printen. In bepaalde gevallen is het niet nodig of niet handig om alle onderdelen in een magazijn te hebben liggen. Het kan efficiënter zijn om onderdelen aan de hand van een ontwerp en snelle fabricagemethode (3D-printen) on-demand te produceren.

Neem een onderzoekslaboratorium op de Zuidpool. Het transport van onderdelen is kostbaar, maar je wil wel snel reserveonderdelen hebben. Je hebt enkel een digitale database van je onderdelen nodig en een 3D-printer met het benodigde materiaal. Is een onderdeel aan vervanging toe, dan haal je simpelweg je ontwerp op en start je de print met een spreekwoordelijke druk op de knop.