Inhoudsopgave
    

Sensoren uit de 3D-printer
Miranda Hoogervorst
door Miranda Hoogervorst
leestijd: 8 min

HP geeft met een nieuwe industriële 3D-printer de haperende 3D-printrevolutie een zet. We bezochten HP's mysterieuze 3D-printlab in Spanje. Wat wordt er mogelijk?

De consumentenmarkt voor 3D-printing groeit, maar niet zo snel als verwacht, stelt onderzoeksbureau IDC. De groei stagneert door een gebrek aan snelle printers en betaalbare materialen. Hierdoor trekken bedrijven zich terug uit de consumentenmarkt om zich op het kapitaal van de medische, automobiel- en ruimtevaartindustrie te richten. Een recent voorbeeld is dat van 3D Systems; het stopte in januari van dit jaar met al zijn 3D-printers voor consumenten. (Lees ook ons interview met 3D-print-pionier Janne Kyttanen, die bij 3D Systems vertrok).

Ook HP richt zich met zijn nieuwe Multi Jet Fusion 3D Printer op de industrie. Tijdens een presentatie op het HP-kantoor in het Spaanse Sant Cugat del Vallès zei Ramon Pastor, HP's vice-president en general manager: "De consumentenmarkt is geen onderdeel van onze strategie. Wel kunnen we vanaf het huidige punt van onze technologie lager gaan, naar hallway printers, en hoger, naar daadwerkelijke integratie in het productieproces." 

Toch is het verwonderlijk dat HP nu pas de markt betreedt met een industriële 3D-printer. Pastor legt uit dat dit een weloverwogen strategie is: "Vandaag de dag is de markt 5 biljoen dollar, dat is relatief klein, want het potentieel gaat richting de triljoen dollar. Vechten om marktaandeel is niet interessant voor ons want in deze jonge markt kun je succes nog niet aflezen aan marktaandeel. Iedereen kan zometeen een eigen hoek innemen en dat verder gaan uitbouwen. Wij hebben een multi-efficiënte, superieure technologie voor plastics ontwikkeld en we geloven dat we daarmee eind 2017 marktleider zullen zijn in de categorieën waar wij ons op gaan richten." 

De HP MJF-technologie is niet ontwikkeld voor het 3D-printen van prototypes (waar de meeste 3D-printers voor gebruikt worden), maar voor het 3D-printen van hoogwaardige producten. De printer is te koop vanaf 150.000 euro, leasen is ook mogelijk. 

Voxels veranderen in sensoren en alarmsystemen

HP lanceert met de printer een nieuwe materiaaltechnologie waarmee materialen op voxelniveau getransformeerd kunnen worden. Een voxel is de driedimensionale versie van een pixel. De transformeren gaat door toevoeging van verschillende stoffen, de zogenaamde agents, die kleur, transparantie, flexibiliteit en geleidend vermogen kunnen toevoegen. 

Deze material jetting-technologie (PDF) werkt met een systeem dat te vergelijken is met 2D ink-jetting. De 3D-printer schuift een laag materiaal op het werkblad en sprayt daarna, volgens het 3D-design, in 'one go' miljoenen uiterst fijne druppels agents per seconde op het nylon poeder. Vervolgens gaat er een thermische arm over het gehele werkblad, die ervoor zorgt dat de agents op de juiste plekken actief worden, waardoor de voxels samensmelten of speciale eigenschappen krijgen. 

De voxeltechnologie van HP voegt bijvoorbeeld kleurpigmenten toe aan de voxels, waardoor het object door en door gekleurd is. Het grote voordeel hiervan is dat er verschillende kleurlagen aangebracht kunnen worden voor het registreren van slijtage. Wordt door intensief gebruik van een tandwiel de rode laag zichtbaar? Dan moet het vervangen worden.

Ook kunnen tussen de voxels specifieke codes worden aangebracht voor identificatie, of geleidende coatings die gebruikt kunnen worden in een sensorsysteem. Tijdens de presentatie toont HP's Master Technologist Sascha de Peña het paradepaardje: een 3D-geprinte industriële haak met ingeprinte sensoren. Via bluetooth en een bijbehorende app kunnen de sensoren 'gelezen' worden en is te zien of de belasting van de haak binnen de veilige zone blijft.  

Top-secret lab in Spanje

We bezoeken in het HP-kantoor ook het top-secret 3D-printing-laboratorium en werkplaats waar de Multi Jet Fusion printers worden gebouwd en getest. Onze smartphones moeten we in een papieren envelop doen om te voorkomen dat we stiekem foto's maken. Wat we verwacht en gehoopt hadden gebeurt hier niet; een live demonstratie van het 3D-printen van een object blijft uit. HP toont ons de technologie op beeld en we kunnen de technici alles vragen, maar we zien niets uit de 3D-printer komen.

De reden dat HP journalisten uitnodigt zonder dat er daadwerkelijk resultaten getoond kunnen worden, is dat HP op zoek is naar meer industriële partners voor het uitbouwen van deze technologie. Sinds 2014 werkt HP intensief samen met onder andere Nike, BMW, Siemens en het Nederlandse Shapeways, om de technologie volledig te laten aansluiten op de wensen van deze partijen. 

Door snelheid en prijs aantrekkelijker te maken en de technologie te promoten middels bekende namen, zullen snel meer partijen volgen. HP stelt dat printen met deze machine tot 10 keer sneller is dan met bestaande material jetting machines en dat de proceskosten tot 50 procent lager kunnen uitpakken. 

In mei van dit jaar heeft HP bij Shapeways in Eindhoven - na anderhalf jaar intensief testen - een MJF-printer geïnstalleerd. "De machine voldoet aan de verwachtingen", aldus Stefan Rink, VP Manufacturing van Shapeways. "De HP-machine is de eerste die zich richt op industriële productie. We proberen tegemoet te komen aan de verwachtingen van internet: vandaag besteld, morgen in huis. Met deze technologie kunnen we een hele grote stap in de goede richting zetten."

Dit willen we: razendsnel spullen laten printen 

Dat 3D-printerfabrikanten zich terugtrekken uit de consumentenmarkt is overigens niet echt een ramp voor de consument, want laten we eerlijk zijn; wie wil - buiten de gadgetliefhebbers - de technologie, de chemische poeders en plastics voor 3D printing in huis hebben?

Waarom zelf printen als je de gewenste spullen online kunt bestellen en binnen 24 uur in huis kunt hebben, bijvoorbeeld via 3D-printplatform Shapeways? Toch proberen sommige fabrikanten het nog - een laatste stuiptrekking wellicht - zoals Mattel met de ThingMaker, een 3D-printer voor plastic speelgoedrommel, die in oktober op de markt komt. 

'Hebberigheid' aangepakt

Om materiaalontwikkeling en -gebruik te stimuleren lanceert HP een open platform. De eerste materiaalsamenwerkingen zijn al opgestart met onder andere BASF, maar elke andere (kleinere) materiaalontwikkelaar kan materiaal laten testen en certificeren voor gebruik in HP's MJF printer. HP vraagt een vergoeding per gecertificeerd materiaal voor het verlenen van de certificering. 

Ramon Pastor: "Die hebberigheid rondom materialen is de grootste fout in deze industrie. De prijselasticiteit voor de vraag naar materialen is enorm. Wij lanceren daarom een agressieve, lage prijsstrategie voor de HP-materialen. Het is in ons eigen belang dat de marktprijzen omlaag gaan want het is de enige manier om deze markt te vergroten. Het enige wat wel altijd van HP zal blijven zijn de agents." 

Toekomstvisie

Hoe de HP Multi Jet Fusion in de praktijk blijkt te gaan werken, zullen we moeten afwachten. We hebben nog niets 'live' uit de printer zien rollen in het lab in Spanje. Het gebrek aan dit soort informatie is dan ook de grootste klacht over deze lancering. De technologie is indrukwekkend, maar doet deze printer zometeen ook echt wat hij belooft? 

Met de huidige techniek van de printer kan op dit moment uitsluitend nog zwarte nylon geprint worden, maar HP belooft dat het kleurenpalet snel uitgebreid zal worden naar een fullcolour-optie. Ook de andere agents - voor transparantie, geleidend vermogen en flexibiliteit - zullen naar verwachting pas later dit jaar beschikbaar komen. 

Maar als de printer uiteindelijk doet wat is aangekondigd, dan is de volgende grote stap in het digitaliseren van industriële productie gezet. Mede dankzij HP sprinten we dan op 3D-geprinte Nike's of scheuren we in een gepersonaliseerde BMW richting de 'vierde industriële revolutie'.

Auteur

Miranda Hoogervorst (MirandaWrites10) is specialist op het snijvlak tussen mode, tech en duurzaamheid. Is momenteel geobsedeerd door Girls Can Code en 'shrimp-treated bespoke denim'.