3D tekening / 3D print
Door: Johan
3D-printen, ook wel Additive Manufacturing, Rapid Prototyping of Rapid Manufacturing genoemd, is een productietechniek waarbij een digitaal bestand omgezet wordt naar een tastbaar object. Het object wordt laagje voor laagje opgebouwd door de 3D-printer.
Van een plastic bekertje tot gouden sieraden, tegenwoordig kun je in veelmaterialen printen. Ook hele complexe vormen kunnen geprint worden met een 3D-printer, de mogelijkheden zijn eindeloos. Klinkt het te mooi om waar te zijn? Toch bestaat 3D-printen al meer dan 25 jaar en wordt het op vele gebieden toegepast. Steeds meer kunstenaars en ontwerpers gebruiken 3D printen om bijzondere objecten mee te maken. Maar ook in de medische sector en op wetenschappelijk gebied is 3D-printen booming.
Van een plastic bekertje tot gouden sieraden, tegenwoordig kun je in veelmaterialen printen. Ook hele complexe vormen kunnen geprint worden met een 3D-printer, de mogelijkheden zijn eindeloos. Klinkt het te mooi om waar te zijn? Toch bestaat 3D-printen al meer dan 25 jaar en wordt het op vele gebieden toegepast. Steeds meer kunstenaars en ontwerpers gebruiken 3D printen om bijzondere objecten mee te maken. Maar ook in de medische sector en op wetenschappelijk gebied is 3D-printen booming.
Waarom nu?
3D-printen bestaat al meer dan 25 jaar, maar is tegenwoordig meer populariteit aan het winnen doordat het steeds toegankelijker wordt voor meer mensen. De techniek is voordeliger geworden, terwijl de kwaliteit van de machines hoger is geworden. Ook zijn er ondertussen tal van software en diensten ontwikkeld die 3D-printen binnen het bereik van “de gewone consument” hebben gebracht. Je hoeft niet meer te kunnen 3D-tekenen om digitale bestanden te kunnen maken. Door de komst van de “thuis-printer” is 3D-printen niet meer alleen maar in handen van professionele ontwerpers en fabrikanten, maar weer een stap dichterbij de consument.
Voordelen van 3D printen
Rapid prototyping
Proof of concept: Versnelling van het ontwerpproces doordat echte 3D-modellen betere feedback opleveren. Ontwerpfouten worden eerder zichtbaar. Vaak aangeduid met rapid prototyping.
Functioneel testen: 3D-modellen van bijvoorbeeld ABS-plastic zijn stevig en nauwkeurig. Verder zijn ze goed te bewerken. Door ze te verven, schuren of zandstralen is een goed gelijkend testproduct te maken. Hiermee zijn heel goed functionele testen mee uit te voeren.
Verhogen productiviteit: Veel ontwerpbureau's zijn terughoudend met de aanschaf van een dure 3D-printer. Jammer, want de productiviteit is hiermee flink te verhogen.
Besparing ontwerpkosten: Een nieuw product ontwerpen is duur. Volgens onderzoek kost een kleine wijziging tijdens de conceptfase ongeveer 100 euro. In de gebruiksfase kan dit makkelijk stijgen tot boven de miljoen euro.
Geheimhouding: Door zelf nieuwe ontwerpen te printen voorkom je het lekken van informatie over nieuwe producten.
Rapid tooling
Het snel maken van gereedschap, bijvoorbeeld mallen om vacuüm mee te gieten.
Communicatie
Marketing: Een 3D-model zegt meer dan 1.000 beelden. Geen schets, 3D-tekening, video of computersimulatie komt overeenkomen met de beleving van een echt 3D-model. Een model van plastic is prima te bewerken en zelfs te verchroomen. Hierdoor is heel goed een bijna echt model te maken. Heel snel kunnen zo de nieuwste producten worden gepresenteerd.
Visualisatie architectuur: Weg met alle foam en lijm, laat ontwerpen van woonwijken en huizen meer in detail zien met een 3D-printer
Rapid manufacturing
Snelheid: Van een geschikte 3D-tekening is binnen een paar uur een object te maken.
Unieke constructies: Met een 3D-printer zijn unieke constructies te maken, die met andere technieken vaak lastig of niet mogelijk zijn.
Vormvrijheid: Alle denkbare geometrie is mogelijk.
Maatwerk: Kleine series, eventueel met variaties, zijn eenvoudig en snel te produceren.
Reparatie: Lego-blokje kwijt? Op internet zijn al talrijke gratis 3D-ontwerpen te vinden. Print deze in ABS-plastic uit en je bent weer compleet. De verwachting is dat fabrikanten het ontwerp van sommige onderdelen vrij gaan geven.
Koken: In de keuken van de toekomst krijgt de voedselprinter een belangrijke rol.
Donororganen: Een bio-printer maakt organen uit eigen cellen van patiënten zodat zij niet meer hoeven te wachten op een donor.
Consument als producent: Het zelfproduceren is gestart met het personaliseren van typische consumentenproducten zoals T-shirts, M&M's en Nike schoenen. Wanneer 3D-printers goedkoper worden kunnen consumenten ook complexe producten ontwerpen, produceren en verkopen.
Proof of concept: Versnelling van het ontwerpproces doordat echte 3D-modellen betere feedback opleveren. Ontwerpfouten worden eerder zichtbaar. Vaak aangeduid met rapid prototyping.
Functioneel testen: 3D-modellen van bijvoorbeeld ABS-plastic zijn stevig en nauwkeurig. Verder zijn ze goed te bewerken. Door ze te verven, schuren of zandstralen is een goed gelijkend testproduct te maken. Hiermee zijn heel goed functionele testen mee uit te voeren.
Verhogen productiviteit: Veel ontwerpbureau's zijn terughoudend met de aanschaf van een dure 3D-printer. Jammer, want de productiviteit is hiermee flink te verhogen.
Besparing ontwerpkosten: Een nieuw product ontwerpen is duur. Volgens onderzoek kost een kleine wijziging tijdens de conceptfase ongeveer 100 euro. In de gebruiksfase kan dit makkelijk stijgen tot boven de miljoen euro.
Geheimhouding: Door zelf nieuwe ontwerpen te printen voorkom je het lekken van informatie over nieuwe producten.
Rapid tooling
Het snel maken van gereedschap, bijvoorbeeld mallen om vacuüm mee te gieten.
Communicatie
Marketing: Een 3D-model zegt meer dan 1.000 beelden. Geen schets, 3D-tekening, video of computersimulatie komt overeenkomen met de beleving van een echt 3D-model. Een model van plastic is prima te bewerken en zelfs te verchroomen. Hierdoor is heel goed een bijna echt model te maken. Heel snel kunnen zo de nieuwste producten worden gepresenteerd.
Visualisatie architectuur: Weg met alle foam en lijm, laat ontwerpen van woonwijken en huizen meer in detail zien met een 3D-printer
Rapid manufacturing
Snelheid: Van een geschikte 3D-tekening is binnen een paar uur een object te maken.
Unieke constructies: Met een 3D-printer zijn unieke constructies te maken, die met andere technieken vaak lastig of niet mogelijk zijn.
Vormvrijheid: Alle denkbare geometrie is mogelijk.
Maatwerk: Kleine series, eventueel met variaties, zijn eenvoudig en snel te produceren.
Reparatie: Lego-blokje kwijt? Op internet zijn al talrijke gratis 3D-ontwerpen te vinden. Print deze in ABS-plastic uit en je bent weer compleet. De verwachting is dat fabrikanten het ontwerp van sommige onderdelen vrij gaan geven.
Koken: In de keuken van de toekomst krijgt de voedselprinter een belangrijke rol.
Donororganen: Een bio-printer maakt organen uit eigen cellen van patiënten zodat zij niet meer hoeven te wachten op een donor.
Consument als producent: Het zelfproduceren is gestart met het personaliseren van typische consumentenproducten zoals T-shirts, M&M's en Nike schoenen. Wanneer 3D-printers goedkoper worden kunnen consumenten ook complexe producten ontwerpen, produceren en verkopen.
Werkwijze
Bijna elke tekening begint met een schets op papier. Hier bepaal je de vorm en maten van het product of object wat je wilt gaan maken. Je kunt gemakkelijk het ontwerp aanpassen en een aantal versies maken en bespreken voor je begint in een 3D tekenprogramma. Ook tijdens het tekenen in 3D kan het handig zijn tussendoor schetsen te blijven maken.
3D Tekenprogramma kiezen
Er zijn veel 3D teken programma's beschikbaar met veel verschillende eigenschappen. SketchUp en VectorWorks bijvoorbeeld , met name geschikt voor de gebouwde omgeving. Cubify is een leuke optie voor snel en simpel thuis ontwerpen en bijvoorbeeld AutoCAD en Solidworks welke zich meer richt op werktuigbouwkunde en het ontwerpen van consumentenproducten.
Simpel en snel thuis ontwerpen met Cubify
Cubify Invent is een heel goed voorbeeld van een 3D-software pakket dat gericht is op het tekenen en printen van kleine ontwerpen. Dit software pakket hoort bij de mooie Cube 3D-printer van Cubify. Opvallend aan dit bedrijf is dat het zich veel op consumentvriendelijkheid richt. Het bedrijf levert mooie instructievideo’s mee over hoe ontwerpen gemaakt kunnen worden in Cubify Invent en ook hoe ze vervolgens via de Cubify Client naar de Cube gestuurd kunnen worden.
Ook het Cubify Invent programma is zeer op gebruiksvriendelijkheid gericht. Met dit programma zet je snel de juiste stappen in het leren om 3D te tekenen en kunnen binnen de kortste keren indrukwekkende ontwerpen worden gemaakt. Een leuke aanrader om snel en simpel thuis te ontwerpen en printen.
AutoCAD en SolidWorks
Naast pakketten die specifiek voor 3D-printen zijn, zijn er ook een aantal die de norm zijn voor vele industrieën als het gaat om het tekenen in drie dimensies. Hierbij gaat het om:
AutoCAD: CAD staat voor Computer Aided Design, oftewel ontwerpen met behulp van de computer. AutoCAD is het eerste grote programma dat hier decennia geleden mee begonnen is. AutoCAD wordt nog steeds op het gebied van architectuur veel gebruikt.
Solidworks: Solidworks is jonger dan AutoCAD, maar wordt gezien als de standaard in 3D tekenen. Solidworks wordt het meest gezien in bijvoorbeeld de consumentenproductenindustrie, maar ook de zwaardere industrieën.
Tekenen met SolidWorks
Tijdens de opleiding Human Technology hebben we al kennis gemaakt met SolidWorks. Een uitstekend programma voor het uitwerken van consumentenproducten, een programma wat veel gebruikt wordt en ontzettend veel tools biedt. Dit is dan ook het software pakket wat ik aanraad, maar ik wil een ander programma zeker niet uitsluiten. Voor alle tekenprogramma's kun je vaak gemakkelijk tutorials vinden op youtube of via een zoekmachine.
Hieronder Staan een aantal links van tutorials die je laten zien hoe je met solidworks uit de voeten kan.
SoliWorks Tutorials - Youtube kanaal:
Dit kanaal heeft ontzettend veel tutorials. Alles wat je nodig hebt vind je hier! https://www.youtube.com/channel/UCtwaWPOXEBysZLh1rrPzwFw
SolidWorks Learning lectures kanaal:
Alle tutorials voor het leren werken met SolidWoks
https://www.youtube.com/channel/UCtwaWPOXEBysZLh1rrPzwFw
Met onder andere:
SolidWorks Beginner Tutorials Section:
https://www.youtube.com/playlist?list=PLkMYhICFMsGZnW6j-JRyAcjWpnOqRuQI7
Studentenwerkboek:
Naast de vele tutorials op youtube heeft SolidWorks ook een werkboek uitgebracht voor studenten. Deze laat ook zien hoe je de tutorials in SolidWorks zelf kan raadplegen.
http://globalsite.solidworks.com/files/pms0118-nl_2010-2011_studentenwerkboek.pdf
Printen
Als het ontwerp klaar is, kun je beginnen aan de volgende stap, het printen. Bij kleine producten is het niet nodig om te schalen, maar bij grotere producten kan dit wel verstandig zijn. Door het product eerst op kleinere schaal uit te printen bespaar je kosten en kun je toch al zien hoe het product eruit komt te zien. Mogelijk zijn testen met het product op schaal ook al mogelijk. Pas als het ontwerp helemaal klaar is en alle aanpassingen gedaan zijn, kun je het product op werkelijke schaal uitprinten.Via de opleiding Human Technology is er een 3D printer beschikbaar waar je voor schoolopdrachten gebruik van kan maken. Voor meer informatie kun je terecht bij het secretariaat.
Naast de printers op school zijn er ook andere opties zoals:
3D fabriek.nl
Bij 3D Fabriek kun je online je 3D tekeningen opsturen. Dit kan via de configurator, hiermee heb je ook direct inzicht in de kosten, of via het informatieformulier. Zij werken met STL-bestanden (standaar bestandsindeling van SolidWorks). Het printje wordt dan uiteindelijk bij je thuis bezorgd.
https://www.3dfabriek.nl/3d-printen-groningen/
Fablab GroningenHet Fablab is een wereldwijd netwerk waar je samen kan werken aan projecten, ideeën en nieuwe producten. Het Fablab in Groningen biedt de mogelijkheid cursussen te volgen en gebruik te maken van verschillende machines, waaronder ook een aantal 3D printers. Je kunt hier vrijwel altijd zonder afspraak even een kijkje komen nemen.Printers:
- Z-corp
- Ultimaker 2
- Reprap
- 3D scanner
- 3D Frees
3D HUBS
3dhubs.com is een online netwerk van mensen en bedrijven met 3d printers. Via 3D HUBS vind je snel en makkelijk 3D printers bij jou in de buurt. Upload je STL-file, voer je locatie in en zie direct waar je kan printen, in welke materialen en wat de kosten zijn. Laat je model printen en thuis bezorgen of haal het op bij de printer bij jou in de buurt! Heb je zelf een 3D printer, dan kun je jezelf ook opgeven als een leverancier van 3D modellen.
https://www.3dhubs.com/