3D printen is een techniek die al meer dan 30 jaar toegepast wordt. Dat dit de laatste tijd aardig in de belangstelling staat, is mede te danken aan het feit dat patenten op diverse 3D print technieken zijn verlopen. De ontwikkeling en productie van 3D printers lag bij een handvol fabrikanten waardoor de aanschaf voor velen jarenlang buiten bereik lag. Voor de prijs van een gemiddeld werkstation, is een professionele desktop 3D printer een reële mogelijkheid geworden voor bedrijf en particulier.

Mogelijkheden te over

In de basis is 3D printen toepasbaar op alle mogelijk vormen die men kan verzinnen. In de bouw worden continue nieuwe toepassingen wereldkundig gemaakt; 3D printen van bevestigingen, restauratie van ornamenten, bouwdelen, muren, bruggen en zelfs complete gebouwen. Maar de meerwaarde kan ook liggen bij een voor de hand liggende toepassing, zoals het 3D printen van maquettes.

Tastbare modellen

Werken met BIM modellen levert een architectenbureau al snel vele voordelen. Ontwerpen in 3 dimensies geeft diverse voordelen, waaronder meer inzicht voordat er een steen gelegd is. Daarnaast geven Renderings en Virtual Reality de ontwerper en opdrachtgever een goede indruk van het virtuele gebouw. Hoewel deze digitale vorm zeer praktisch is, kan een tastbaar model extra inzicht geven.

3D print delen 03

Het opzetten van maquettes en concept modellen is tot nu toe een tijdrovend en arbeidsintensief proces geweest waar de meeste bureau’s niet meer direct in willen investeren. Het uitbesteden aan derden biedt vaak minder flexibiliteit bij een constant evoluerend ontwerp.

Deze nadelen kunnen worden overkomen door de inzet van een recente desktop 3D printer. ARCHICAD biedt directe ondersteuning voor 3D printing bestandsformaten waardoor je het BIM model zelf kunt printen.

ARCHICAD BIM model

ARCHICAD BIM model

Aandachtspunten

Desktop 3D printers werken doorgaans door laagsgewijs materiaal toe te voegen totdat een 3D object is ontstaan. De lagen worden opeengestapeld, wat inhoud dat er niet direct overhangende constructies in de ‘lucht’ geprint kunnen worden. Om dit probleem te overkomen kan de 3D printersoftware automatisch ondersteuningsmateriaal aanbrengen die achteraf verwijderd dient te worden.

In de meeste gevallen moet dit handmatig gedaan worden en is het verstandig het model op die plaatsen toegankelijk te maken. Bij sommige 3D printer modellen is het ook mogelijk om wateroplosbaar ondersteuning materiaal toe te passen.

In beide gevallen is het verstandig om een model op te delen in eenvoudig te printen onderdelen, in plaats van het hele model in één keer. Let ook op de schaal waarmee het model geprint wordt. Realiseer dat 20 mm glas op een schaal van 1:100 een zeer fragiel onderdeel wordt, en dat het daarom aan te raden is om dit detailniveau niet te exporteren.

IMG_1454

3D printproces

Hieronder volgt een overzicht van noodzakelijke stappen voor een 3D print:

  • Het 3D (BIM) model dient opgeslagen te worden in een formaat dat gelezen kan worden door 3D printer software.
  • De 3D printer software zet het 3D model om in sneden zodat deze laagsgewijs geprint kunnen worden. Dit bestand wordt in de 3D printer ingevoerd met de juiste instellingen voor de complexiteit, nauwkeurigheid en het gebruikte materiaal.
  • De 3D printer kan vervolgens volledig geautomatiseerd het model fabriceren.
  • Als laatste stap zal het model worden ontdaan van ondersteuningsmateriaal en als het model groter is dan het print volume kunnen de delen geassembleerd worden.

BIM model exporteren

Het meeste gangbare 3D print bestandsformaat is Stereo Lithography Language (STL). Vanuit het 3D werkvenster van ARCHICAD kunt u het BIM model of een deel daarvan, direct opslaan in dit bestandstype.

Save as STLSTL export settings

Omdat een BIM model mogelijk niet opgezet is met de intentie om 3D te printen, is het verstandig om het geëxporteerde bestand te controleren met behulp van controle programma’s zoals NETFABB. Dit is software die openingen en onvolkomenheden in een 3D model kan detecteren welke het 3D printen mogelijk in de weg kunnen staan. De software is daarnaast in staat om modellen automatisch te repareren en te optimaliseren. Ongeacht de gebruikte modelleer applicatie is deze stap aan te raden om de teleurstelling van mislukte prints voorkomen.

3D print bestand genereren

De meeste 3D printers worden geleverd met software om de printer aan te sturen. Laad het STL bestand in en kies de instellingen voor het toegepaste materiaal, de laagresolutie, snelheid en de ondersteuningsmateriaal instellingen. In de meeste gevallen worden de gegenereerde bestanden via een USB of SD kaart in de 3D printer geplaatst.

3D printen

Om een kwalitatief hoogwaardige print te creëren zijn er vele lagen nodig om dit te
bereiken. Plastic materiaal wordt verwarmd om deze laagsgewijs aan te kunnen brengen en dient te stollen voordat de volgende laag aangebracht kan worden. Dit zorgt ervoor dat er een limiet zit aan de snelheid waarmee geprint kan worden.
Houd er rekening mee dat het printen van een gemiddeld bouwdeel al snel enkele uren in beslag zal nemen. Het is echter wel zo dat, als de 3D printer eenmaal gestart is, er ook geen inspanning meer vereist is.Totaal model_02_boven

Printservice

Als alternatief of aanvulling op het zelf 3D printen zijn er diverse partijen die dit als service aanbieden. Bedrijven zoals Shapeways of I-Materialise maken gebruik van industriële 3D printers die op bestelling hoogwaardige prints in diverse materialen en (extreme) afmetingen kunnen aanleveren. Daarnaast zijn er voor diverse disciplines 3D printing bureau’s zoals G3nesis-3D die ook het modelleer deel kunnen ondersteunen en advies kunnen leveren.

Revolutionair?

In de media en in onderzoeken wordt 3D printen vaak beschreven als revolutionair en baanbrekend. Voor mij is 3D printen, net als BIM, een gereedschap wat door goed hanteren en met de nodige inventiviteit en creativiteit tot verrassende resultaten kan leiden. Of dat dit nu 3D maquettes, prototypes, of complete gebouwen printen is, de revolutie komt uiteindelijk van jezelf.

Voor meer informatie over de in dit artikel gebruikte 3D printer zie: www.g3nesis-3d.nl

2 comments

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s