3D-printing kent steeds meer toepassingen: het printen van huizen, heupimplantaten en zelfs hamburgers. 3D-printing, ook wel additive manufacturing genoemd, is een techniek waarbij een product laag voor laag wordt geprint. Deze technologie groeit enorm snel en er wordt voorspeld dat deze technologie jaarlijks met zo’n 21% zal blijven groeien. In dit artikel zoomen Erik Huisman, Paul Mestrom en Bart van Liere, allemaal werkondernemers bij TMC, in op 3D-printing binnen verschillende sectoren. Wat is er op dit moment al mogelijk met 3D-printen en waar liggen de uitdagingen?

Steeds meer bedrijven uit diverse sectoren stappen van de conventionele productiemethodes over naar 3D-printing. Hiermee besparen ze tijd en kosten. Bart vertelt: “Het voordeel van 3D-printing is dat je een ontwerp snel fysiek vast kunt houden en kunt zien wat ermee aan de hand is. Ik heb vaker gehad dat een ontwerp na het printen net verkeerd uitviel. Daar kun je gelukkig snel op reageren. Het nadeel is dat je makkelijk went aan hoe snel de printer is. Het gevaar hierbij is dat je soms te snel onderdelen gaat printen zonder hier van tevoren goed genoeg over nagedacht te hebben.”

Medische industrie

De medische sector is een van de sectoren die erg vooroploopt op het gebied van 3D-printen. Vooralsnog gaat het voornamelijk om protheses zoals een gepersonaliseerde kunstarm of om statische implantaten zoals een heupimplantaat. Het kommetje van het heupbot kan zo’n complexe structuur krijgen, dat het bot veel beter hecht. Paul Mestrom, Print Process Researcher, vertelt: ”Het voordeel van 3D-printing is dat de patiënt minder vaak naar het ziekenhuis hoeft te komen, doordat er een scan wordt gemaakt en de prothese daarna meteen de juiste fit heeft.” Naast protheses worden er ook hulpmiddelen voor operaties geprint. Denk hierbij aan 3D-geprinte mallen waar al gaten inzitten en waarmee er in de kaak op de juiste plekken geboord kan worden. Dit zorgt ervoor dat de gaten die in de botten worden geboord niet van de planning afwijken.

Het 3D-printen van levende stukjes weefsel, ook wel bioprinten genoemd, is een mooie volgende stap voor de medische branche. Als dit mogelijk wordt, kunnen organen geprint worden waardoor patiënten minder afhankelijk zijn van donoren. Echter is dit proces een stuk complexer omdat er met levende cellen gewerkt moet worden. De uitdaging ligt hem in het levend houden van cellen doordat 3D-printen een vrij langzaam proces is. Erik Huisman, Technical Support Engineer, vertelt: “Ik sluit niet uit dat we in de toekomst organen kunnen printen, maar de focus blijft voorlopig op het vervangen van solide onderdelen zoals tanden en botten. Het lastige aan organen printen is om er structuur in te krijgen en om alle componenten samen te laten werken. Een hardklep printen zal eenvoudiger zijn dan longen, omdat dit onderdeel niet doorbloed hoeft te worden.”

Architectuur

Een andere sector waar 3D-printing steeds meer wordt toegepast is de bouwsector waarin huizen tot aan fietsbruggen worden geprint. Het grootste voordeel van 3D-printing binnen de bouwsector zijn de snelheid en efficiëntie die het oplevert doordat je minder afhankelijk bent van mankracht. Daarnaast zijn de materiaalkosten lager, omdat je alleen dat specifieke stukje materiaal hoeft te printen dat je nodig hebt. Doordat er per laag wordt geprint, kunnen designers meer complexe en futuristische vormen maken.

Het logistieke gedeelte is nog een uitdaging omdat het veel tijd kan kosten om de printer naar een andere locatie te transporteren en daar te monteren. Erik vertelt: “Er is zeker een toekomst voor 3D-printing in de bouw, maar het zal niet alle andere bouwmethodes overbodig maken. Er blijven uitdagingen voor 3D-printing bestaan zoals het printen van hoge gebouwen.”