Producten printen voor een zacht prijsje

De kans is reëel dat onze printer over vijf of tien jaar plaats heeft gemaakt voor een 3D-printer. Daarmee kunnen we in een paar uur tijd elk voorwerp afdrukken dat we op onze pc hebben ontworpen. Protheses, schoenen, vliegtuigen… Alles is printbaar.

In december vorig jaar ging op de Zavel, de Brusselse thuishaven van kunstenaars en designers, de nieuwe MGX-winkel open. In de etalage staat verlichting met complexe vormen die de wereld van de zee opriepen. Ster van de collectie is Lily, een tafellamp in de vorm van een waterlelie. Een ontwerp van designer Janne Kyttanen. Een tablet-pc aan de muur licht het fabricageprocedé toe dat zulke grillige vormen mogelijk maakt: 3D-printing.

Deze techniek produceert een fysiek volume op basis van een digitaal model. Dat model wordt gemaakt met computergestuurde ontwerpsoftware (CAD) en opgesplitst in duizenden laagjes die vervolgens allemaal op elkaar worden geprint. Ofwel spuit de printer via een spuitkop op een mechanische arm een materiaal (plastic, was, metaal…), ofwel wordt een vloeibare hars uitgehard met de laser. Dankzij dit procedé vallen een heleboel technische beperkingen weg en kunnen de designers hun fantasie de vrije loop laten.

Protheses passen perfect

De eerste 3D-printer kwam er in 1988, na vele jaren research. 3D-printen werd al gauw dé techniek om prototypes te vervaardigen, of het nu ging om wagens, elektrische huishoudtoestellen of medische toepassingen. Het vervaardigen van prototypes is nog altijd goed voor 80 procent van de business van de Belgische onderneming Materialise, die met twintig jaar ervaring en een machinepark van zeventig printers een van de leiders in de sector is. “Voor productie op grote schaal is 3D-printing niet rendabel. Maar de techniek maakt het wel mogelijk om in een paar uur tijd unieke en geïndividualiseerde stukken te maken, zonder investeringen in dure machines”, zegt Bart Van der Schueren, vicevoorzitter van Materialise. 3D-printing is dus een haalbare oplossing voor nichebedrijven en voor ondernemingen die een nieuw product willen uittesten op de markt. “Vooral omdat schaven aan het design niets kost, aangezien alles gebeurt via digitale ontwerptechnieken. En dat is bijzonder interessant in sectoren die snel evolueren, zoals de elektronica.”

Extreme individualisering – maatwerk zeg maar – is vooral in de geneeskunde geen luxe. Protheses, implantaten en mallen worden geoptimaliseerd, waardoor delicate ingrepen veel makkelijker verlopen. “Per maand ontvangen we 2000 tot 3000 van zulke aanvragen. Dankzij onze software en 3D-printing wint de chirurg tijd tijdens de operatie en weet hij zeker dat het ‘onderdeel’ perfect op het bot van de patiënt zal passen.”

Iedereen ontwerper

Maar deze technologie is niet alleen weggelegd voor professionals. Ook de consument begint er zich voor te interesseren. Er zijn al enkele softwareprogramma’s waarmee particulieren hun ontwerp – dat ze bijvoorbeeld gemaakt hebben op platforms zoals Google SketchUp – kunnen uploaden, om het vervolgens te laten afdrukken door gespecialiseerde firma’s. Dat kan bijvoorbeeld bij I. materialise (de nieuwste service van Materialise) of bij Shapeways, waar u al vanaf 5 euro kleine spullen kunt laten maken. Wie een beetje kaas van modelleertechnieken heeft gegeten, kan dus bijvoorbeeld een poppetje maken van zijn avatar in zijn favoriete videospelletje. Of een hoesje voor zijn smartphone. Of een sieraad in zilver. Om een mouw te passen aan het gebrek aan technische competenties bij de klanten, bieden de meeste softwareprogramma’s ook de mogelijkheid om louter de vorm of textuur van een standaardobject een persoonlijk tintje te geven.

Volgens Nicolas de Cordes, een van de stichters van Digital Forming, dat binnenkort zijn platform Udoco op het internet zet, moet er hoe dan ook een professional aan een ontwerp te pas komen. “We zijn nu eenmaal niet allemaal ontwerpers. Je moet bijvoorbeeld overweg kunnen met CAD-software, rekening houden met de dikte van de onderdelen of de materialen.” Wellicht zal 3D-printing vooral aanslaan bij fans van customizing. “In dit Facebook-tijdperk beheren velen hun imago als een merk. Voor zo’n persoonlijk merk is een eigen stijl – met bijvoorbeeld zelfontworpen juwelen of manchetknopen – een plus.”

3D-printer voor 600 euro

Wie dat wil, kan vandaag al zijn eigen 3D-printer aanschaffen. “Er zijn degelijke printers te koop voor zo’n 4000 euro.” Amerikaanse bedrijven zoals MakerBot en Mcor Technologies willen de technologie voor meer mensen toegankelijk maken. Met succes, want particulieren kunnen al voor minder dan 600 euro een printer op de kop tikken. Op het internet duiken inmiddels al nieuwe platforms op – zoals Thingiverse, 3dvia en Turbosquid – waarop gebruikers modellen delen en downloaden. In de toekomst zal de consument geen producten maar een printklaar ontwerp kopen. Volgens Bart Van der Schueren is die toekomst minder veraf dan we denken. “We zien nu al dat 3D-printing exponentieel groeit. Zelfs HP brengt binnenkort zijn eigen materiaal op de markt. Over vijf jaar zal 3D-printing al zo gegroeid zijn dat het voelbaar zal zijn in ons dagelijks leven.”

Ook Nicolas de Cordes is van mening dat deze revolutionaire toestellen over vijf à tien jaar hun opwachting kunnen maken bij particulieren. “De ‘publieksfase’ is stilaan begonnen. Mensen zetten geen grote ogen meer op wanneer 3D-printing ter sprake komt. Maar ze weten nog niet dat de prijzen toegankelijk zijn geworden. Je kunt de evolutie van 3D-printing vergelijken met die van het afdrukken van foto’s. In het begin stuurde iedereen zijn digitale bestanden naar speciaalzaken, nu kan iedereen heel degelijke foto’s afdrukken via zijn eigen pc. Dankzij 3D-printing zullen we de familiefoto’s kunnen vervangen door familiebeeldjes. Zijn we de kurk van een fles kwijt, dan kunnen een nieuwe printen. Idem wanneer een onderdeel van onze stofzuiger stuk is.” Een innovatie die ook voor de distributiesector grote gevolgen zal hebben. Tussenpersonen? Ontoereikende voorraden? Transportkosten? Allemaal verleden tijd. “De distributie zal sneller, milieuvriendelijker en goedkoper worden”, voorspelt Van der Schueren.

Geen sciencefiction

Het aantal onderzoeken dat met deze technologie wordt verricht, neemt enorm toe. En de resultaten ogen indrukwekkend. Een greep uit de laatste ontwikkelingen.

Ingenieurs van de universiteit van Exeter in het Verenigd Koninkrijk hebben een printer ontworpen die chocolaatjes kan printen. Een revolutie voor de chocolatiers, die hun klanten zo volkomen geïndividualiseerde lekkernijen kunnen aanbieden.

Melonia Shoes, de eerste 3D-geprinte schoenen, passen perfect aan de voeten van de klant voor wie ze ontworpen werden. In dezelfde optiek ontwierp de Nederlandse designer Iris Van Herpen een collectie futuristische jurken die ze afgelopen zomer voorstelde tijdens een modeshow in Parijs.

Vorig jaar ontwikkelde de Italiaanse wetenschapper Enrico Dini een reusachtige machine – de D-Shape – die gebouwen kan printen uit zandsteen. “De gebouwen zullen niet alleen bijna gelijk welke vorm kunnen aannemen, het zal ook veel sneller gaan en we zullen minder grondstoffen verspillen”, legt De Cordes uit. De ultieme droom van Dini is zijn technologie te gebruiken om de Sagrada Familia in Barcelona af te werken. Met de bouw van die kerk werd in 1882 begonnen en ze zal wellicht op zijn vroegst in 2026 af zijn.

Ingenieurs van de universiteit van Southampton in Engeland lanceerden in juli het eerste onbemande vliegtuig dat in minder dan een week tijd met 3D-printing werd gerealiseerd.

RepRap, een opensourceproject, wil een ‘zelfreproducerende’ 3D-printer bouwen waarvan de onderdelen eindeloos opnieuw kunnen worden geprint. Op dit moment kan het toestel alleen zijn eigen plastic onderdelen printen, maar wetenschappers zoeken uit hoe ze dat ook voor de elektronische circuits kunnen klaarspelen.

In de geneeskunde gaan de wetenschappers nog verder. Op basis van levende cellen die ze in reageerbuisjes hebben gekweekt, willen ze menselijk weefsel en menselijke organen printen. Er zijn zelfs al experimenten geweest om delen van het hart te printen.

Bedreiging voor de industrie

In een tijdperk waarin bedrijven de mond vol hebben van cocreatie en geïndividualiseerde producten, trekt deze technologie de aandacht van de marketeers. “De klant wil betrokken worden bij het productieproces, zodat het resultaat honderd procent aan zijn wensen voldoet. De grote bedrijven zullen zich moeten aanpassen”, aldus Van der Schueren. Het zal ook minder kosten om aan een product te schaven. “De bedrijven staan wel nog sceptisch tegenover de kwaliteit en de levensduur van 3D-geprinte goederen. Op dat punt kunnen we nog geen garanties bieden.” Maar wellicht laten de wetenschappelijke bewijzen niet lang meer op zich wachten.

Redenen genoeg alvast om de industrie de daver op het lijf te jagen. Want hoe moeten de fabrieken overleven als iedereen zijn eigen spullen begint te printen? “3D-printing tegen een lage kostprijs dreigt de productieketen van fabricaten op zijn kop te zetten. Wij willen de industriëlen ervan overtuigen dat er sprake is van een nieuw economisch model met de 3D-printer als spil”, zei Cathy Lewis, CEO van het Amerikaanse bedrijf Desktop Factory, al in 2008 in de Franse krant Le Figaro.

De techniek doet ook vragen rijzen over de intellectuele eigendomsrechten. Als de consument die een voorwerp wil dupliceren het maar hoeft in te scannen of het ontwerp van het internet kan plukken, dreigen de bedrijven in dezelfde oncomfortabele situatie te belanden als de artiesten die moeten toekijken hoe hun werk gratis wordt gedownload. Weldra wacht de grote merken wellicht een bitse strijd om hun concurrentievoordeel te behouden.

Céline Delacharlerie

Chirurgen kunnen tijd winnen tijdens de operatie en weten zeker dat de prothese perfect zal passen.