Laagje voor laagje een product opbouwen vanuit de computer. Eind jaren negentig klonk 3D-printen nog als science fiction, nu is het een common technology, zegt Bart Kooijmans, Program Manager Precision Technologies bij Mikrocentrum. “Het komt terug in industriële eindproducten en steeds meer mensen hebben thuis een 3D-printer staan.”
Kooijmans was een van de pioniers voor de introductie van de 3D-techniek in de industrie. Als onderzoeker bij Rapid Prototyping van TNO Industrie en Techniek mocht hij eind jaren negentig de eerste 3D-printers vanuit heel de wereld kopen om te verkennen wat de technologie de Nederlandse industrie kon brengen. “We onderkenden toen al dat dit een ontwrichtende technologie zou zijn.”
Boekdrukkunst
“Voor de tijd van 3D-printen begon je met een klomp materiaal, zoals staal of plastic. Daar omheen freesde je dan alles weg en hield je over wat je wilde hebben. Er was al iets. Of je injecteerde een materiaal in een vormholte, voor massafabricage. Met 3D-printen is er nog niets. Het is een totaal omgekeerde werkwijze, met minder afval en meer vormvrijheid. Je kan er allerlei vormen van maken die je met draaien, boren en frezen niet kan maken. Een techniek waar verder ook geen gereedschap voor nodig is.”
Kooijmans weet nog dat hij met collega’s colleges gaf over 3D-printen aan de Technische Universiteit Eindhoven. De studenten konden dat toen nog als een vak kiezen, legt Kooijmans uit. Kooijmans werd toentertijd “een beetje uitgelachen” als hij de analogie maakte naar de boekdrukkunst. “Eerst schreef je een boek. De boekdrukkunst maakte dat je dat kon vermenigvuldigen naar duizenden stuks. Met een printer konden we vervolgens weer unieke enkelstuks maken. Weer later was het heel normaal dat je zo’n printer thuis had staan. We schetsten een beeld dat dat met 3D-printen ook zou gaan. Toen werd er gelachen, maar twintig jaar later koop je een 3D-printer in de speelgoedwinkel voor je kind.”
Kortere ontwerptijd
Bij TNO bracht Kooijmans met zijn collega’s de eerste printers naar Nederland. Zoals de Stratasys machine uit Amerika, de Kira 3D-printer uit Japan en de Actua wax printer. Er kwam een steeds uitgebreider spectrum van technologieën en materialen. Vanuit de speciaal daarvoor opgezette demo-afdeling Rapid Prototyping werd de toepasbaarheid voor de Nederlandse industrie getest.
“We keken samen met een bedrijf hoe het er zijn voordeel mee kon doen”, zegt Kooijmans. “Wat toentertijd ontbrak was de vraag. Niemand kende deze techniek nog.” Een concurrentievoordeel bleek de kortere ontwerptijd. “In een mum van tijd hield je een eerste prototype vast.”
In tien jaar tijd groeiden de initiatieven uit naar Europees gesubsidieerde projecten waar onderzoeksinstituten van meerdere landen aan werkten. “Zo hebben we het hele toepassingsgebied ontgonnen.”
Stroomversnelling
Dat deden wij in het open industriële domein, zegt Kooijmans, “Maar het gebeurde ook als ‘best-kept-secret’ achter de gesloten deuren van grote belanghebbenden zoals de automobiel industrie, luchtvaart en OEM’s, die hierin een kans zagen grote stappen te maken in hun voorsprong op de concurrentie.”
De ontwikkelingen binnen 3D-printen kwamen in een enorme stroomversnelling, gaat Kooijmans verder. “Met stimuleringsgelden wierpen regio’s en internationale instituten zich op als centra van ontwikkeling.” Als voorbeeld noemt Kooijmans de Brainportregio, met op Brainport Industrie Campus (BIC) een eigen verzamelplaats voor de gehele keten. “Maar ook in Twente, Amsterdam en Rotterdam zijn er ontwikkelcentra. En in België is Flam3D een vooraanstaand overkoepelend initiatief.”
De industrie heeft 3D-printen helemaal door ontwikkeld tot een productietechnologie waarmee je hoogwaardige producten kan maken, aldus Kooijmans. Voor de hightech maakindustrie biedt 3D-printen met metaal weer een heel nieuw toepassingsgebied. Kooijmans: “Of printen met hoogwaardige technische kunststoffen of biomaterialen. We spreken dan eigenlijk niet meer van 3D-printen, maar van echte Additive Manufacturng van eindproducten. Daarbij komt ook een heel stuk certificering kijken. Je moet wel een product kunnen maken dat je veilig in een vliegtuig durft te schroeven. Of een kroon van technische keramiek: die mag je niet zomaar in een mond plakken.”
Onderhoud op afstand
Tegenwoordig speelt ook een vraagstuk als Model Based Definition: hoe werk je met een 3D-file uit de computer? “Dat staat los van 3D-printen en geldt eigenlijk voor alle productietechnologieën. Vroeger zette je bij een 2D-tekening ook hoe glad het moest zijn en welke kleur het moest hebben. Hoe zet je die informatie in een digitaal bestand zodat de hele productieketen van toeleveranciers, afnemers en de interne medewerkers op een lijn zitten?”
Of virtual reality, gaat Kooijmans verder. “Die techniek wordt ook beter en meer toepasbaar. Dan hoef je niet eens meer een 3D-prototype te produceren maar zet je een VR-bril op en je kan in die omgeving rondlopen. Dat scheelt weer een stap.” Producenten worstelen volgens Kooijmans met de vraag: hoe breng je het naar de industrie. Vooral de huizenmarkt en de gaming-industrie zet de brillen in. “Maar je kan er professioneel gezien veel meer mee. Onderhoud op afstand bijvoorbeeld: de monteur hoeft de fabriek niet in. Hij zet zo’n 3D-bril op, de werknemer gaat met een camera de fabriek in. Zo kan de monteur zien welk schroefje loszit.”
Vakbeurs
In 2011 maakte Kooijmans de overstap naar Mikrocentrum, een onafhankelijke kennis- en netwerkorganisatie voor de hightech- en maakindustrie. Naast cursussen startte Kooijmans er de vakbeurs voor 3D-printen, RapidPro. “De technologie verdiende een eigen vakbeurs en congres.” Het congres werd een jaarlijks terugkerend evenement. Dit jaar is het onderdeel van de 3D-production Days dat deze week plaatsvindt in het Klokgebouw in Eindhoven.
Fried Vancrean, CEO van Materialise, opent de Production Days. Kooijmans: “Materialise is echt een koploper binnen 3D-printen. Daar hebben ze de fabriek van de toekomst al jaren geleden gebouwd. Ze hebben als eerste een next day service opgezet: je stuurt een file en de volgende dag heb je het uitgeprint in plastic. Tegenwoordig is het bedrijf Nasdaq-genoteerd en heeft een omzet van 200 miljoen. De technologie schaalt zo snel op naar eindproductie in auto’s of medische toepassingen het laat zien wat er mogelijk is.”
Naast Rapid Pro zijn er tijdens de 3D-Production Days ook congressen over Model Based Definition en Virtual (R)evolution. Die evenementen zijn ook onderdeel van de 3D Delta Week. Lees hier de andere afleveringen in deze serie.
Samenwerking
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
