Huisapotheek voortaan uit de 3D-printer?

18-02-2015 Onlangs was ik met vrienden uit Amerika aan het discussiëren over nieuwe technieken waarbij gemakkelijk van een virtueel computermodel een echt object gemaakt kon worden. Dit object hoeft niet alleen van kunststof te zijn maar kan ook van metaal zijn.

Een aantal meende dat deze techniek niet bestond en een andere dacht dat het met lagen inkt te maken had. De kenner gaf aan dat je zelfs een ketting met schakels kon maken die geheel gesloten waren zonder een vorm van een naad. Tijdens de discussie leek het net of er een aantal water zag branden of dat er een truc achter zat.



Het is toch echt mogelijk… Het heet “Rapid Manufacturing”, “Additive Manufacturing”, “Layer Manufacturing”, “Rapid Prototyping” of 3D-printen. Dit zijn allemaal termen voor het creëren van producten uit vaste en vloeibare materie, zoals poeder en polymeren.

Zoals u waarschijnlijk al vermoed geeft Rapid Manufacturing een compleet nieuwe dimensie aan het ontwerpproces, maar vooral ook aan de gehele productontwikkeling. Door deze nieuwe ontwikkelingen zijn er meer mogelijkheden om functionele producten snel seriematig te vervaardigen. Deze technieken bieden ongekende ontwerpmogelijkheden, waarbij zeer complexe onderdelen toch op eenvoudige wijze geproduceerd kunnen worden.

Het principe is dat een product rechtstreeks vanuit een 3D-computerbestand kan worden geprint. Dit kan zijn voor het beoordelen van producten die later in oplagen vervaardigd gaan worden of voor testopstellingen. Met deze techniek is in een vroeg ontwerpstadium de haalbaarheid van een ontwerp aan te tonen. Maar ook een niet meer te verkrijgen onderdeel opnieuw worden aangemaakt.

Het printen van metaal lijkt een vreemd idee. In de praktijk zijn het vloeibare lagen metaal die telkens op elkaar gelegd worden. Door dit te blijven herhalen krijg je uiteindelijk één geheel in de vorm zoals bedacht. Iets hol maken van binnen is geen probleem, geen boor of frees werk maar gewoon niet vullen met het “printen”. Het heeft dus mooie voordelen, geen materiaal verlies, of extra nabewerking, het voorkomt een aantal bewerkingsrisico’s dat we lopen bij de draaibank of freesmachines.

In de praktijk kan men dus eenvoudig iets “kopiëren” of aanpassingen in een ontwerp snel doorvoeren. Het is uitdagend om een prototype te ontwerpen dat met conventionele productiemiddelen niet mogelijk was.

De nieuwe ontwikkeling is boeiend maar voor enkelingen waarschijnlijk ook een uitdaging. Het namaken van een onderdeel is nu erg eenvoudig geworden. Door de kosten die aan het modeleren zitten en de afschrijving van de “printer” zal het onwaarschijnlijk zijn dat alles nagemaakt wordt. Als ontwerper en constructeur gaat men een mooie tijd tegemoet en zoals bij alles is het goed om vooraf na te denken over de risico’s….

Hieronder zijn enkele nadelige gevolgen opgesomd.

1. Emissies: het verwerken van kunststof waarbij het gesmolten wordt geeft een schadelijke uitstoot van stoffen. De 3D-printers kunnen hierdoor een risico voor de gezondheid vormen wanneer ze worden gebruikt in huis of onder slechte werkcondities. De emissies van desktop 3D-printers zijn vergelijkbaar met het branden van een sigaret of het koken op een gas-of elektrisch fornuis. Tijdens het verwarmen van de kunststof en het bedrukken ervan worden aanzienlijke hoeveelheden stofdeeltjes uitgestoten. Deze deeltjes kunnen zich vestigen in de longen of in de bloedbaan terecht komen en zo een gezondheidsrisico vormen, met name voor mensen met astmatische aandoeningen.

2. Energieverbruik: het 3D- printen heeft een grote impact op het energie verbruik; het smelten van kunststof en het verwerken ervan vraagt veel energie. Bij het smelten van kunststof met warmte of lasers zoals in 3D-printers wordt veel meer energie verbruikt dan bij de traditionele bewerkingsvormen zoals gieten of verspanen om een voorwerp van hetzelfde gewicht te maken. Hierdoor zij 3D printers beter geschikt voor kleine series en/of complexe structuren.

3. Toename kunststofgebruik: we zijn de afgelopen jaren juist druk met een reductie van het gebruik van deze materialen. Een van de recente en grootste milieudoelstellingen is het verminderen van de afhankelijkheid van kunststoffen door gebruik te maken van gerecyclede materialen voor boodschappentassen, waterflessen tot aan huishoudelijke voorwerpen toe. Als 3D-printen wordt geïndustrialiseerd zal het bijproduct van het printproces moeten worden hergebruikt.

4. Gevaarlijke voorwerpen: wapens die onzichtbaar zijn voor scan apparatuur op luchthavens. Het eerste succesvolle “geprinte” vuurwapen is allang een feit. De gevolgen zijn groot. De geprinte vuurwapens zijn moeilijk te controleren en de maken het criminelen makkelijker om gevaarlijke voorwerpen te vervoeren.

5.Veiligheid van producten: wanneer wapens geprint kunnen worden dan kan dat ook met beschermingsmiddelen als helmen, niet goedgekeurd speelgoed of ongeteste fietswielen, etc. Er is natuurlijk een kwestie van intellectuele eigendom, maar ook de vraag over verantwoordelijkheid. Wie is verantwoordelijk als er iets mis gaat, omdat de geprinte producten niet zijn getest op sterkte of geschiktheid. Wanneer een 3D-geprinte helm breekt en iemand heeft deze op en verongelukt, of iemand verongelukt tijdens het rijden op een fiets met een 3D-geprint fietswiel. Wie wordt dan verantwoordelijk gehouden? De eigenaar van de printer, de fabrikant van de printer of de onverantwoordelijke persoon die het een goed idee vond om de niet-geteste produceren te gebruiken?

6. Voedselveiligheid, de stoffen die gebruikt worden zijn die wel geschikt om in aanraking te laten komen met voedsel? Je kunt bv een vork printen…. Keukengerei is populair om 3D te printen, maar de veiligheid van de gebruikte materialen is twijfelachtig. De 3D-printer zelf heeft ook de nodige hoeken waar schimmels kunnen groeien wanneer ze niet goed (kunnen) worden schoongemaakt.

7. Mogelijkheid van 3D-geprinte medicijnen. Het printen van chemische verbindingen op moleculair niveau met een 3D printer is mogelijk. Een onderzoeker aan de Universiteit van Glasgow creëerde een prototype van een 3D “Chemputer” die drugs en medicijnen maakt. Hij wil in de farmaceutische industrie een revolutie ontketenen doordat patiënten hun eigen medicijnen kunnen drukken met een chemische blauwdruk die ze krijgen van de apotheek. Natuurlijk, deze technologie heeft nog een lange weg te gaan, maar het ligt voor hand dat de chemici in staat zullen zijn hier iets nuttigs mee te doen.

Hoe dan ook: de risico’s zijn er altijd bij nieuwe ontwikkelingen en het is beter om goed en tevoren na te denken over de kansen en de mogelijkheden waarmee je mogelijke risico’s ook voor kan zijn.

Eerder door u bekeken

Contact adviespunt Machinebouw

Voor uw vragen over onder andere CE-markering, productaansprakelijkheid, risicobeoordeling, de gebruiksaanwijzing, het technisch dossier, eisen voor niet-voltooide machines en de verklaring van overeenstemming bent u bij ons aan het juiste adres.



(015) 2 690 180

advies.machinebouw@nen.nl