Dorine Schenk
Een nieuwe, futuristische 3D-printer kan in een paar uur een object ter grootte van een volwassen mens produceren. Een record op het gebied van doorvoer. De techniek, genaamd HARP (high-area rapid printing) is ontwikkeld door Amerikaanse onderzoekers van de Northwestern University.
Het gebruik van 3D-printers neemt doe. De techniek, die al regelmatig wordt gebruikt voor het produceren van prototypes, wordt steeds vaker ingezet om kleine partijen onderdelen te printen. Voor de meeste 3D-printers geldt dat ze óf snel printen óf groot. HARP is ontworpen om als eerste 3D-printer snel grote onderdelen te kunnen printen naast kleine onderdelen.
De testversie van de HARP, waarover de onderzoekers 18 oktober publiceerden in Science, is 4 m hoog en heeft een printbed van 0,23 m2. Hierop kan één groot onderdeel geprint worden of meerdere kleine tegelijkertijd. De machine kan bijna een halve meter materiaal per uur printen, een record.
De nieuwe techniek maakt gebruik van stereolithografie, waarbij meestal een vloeibare hars gebruikt wordt om objecten te printen. HARP print verticaal waarna er met UV-licht op het vloeibare materiaal geschenen wordt om het uit te laten harden. Met deze techniek kunnen ook elastische of keramische materialen geproduceerd worden. Omdat HARP niet, zoals veel andere 3D-printers, laagje voor laagje print, zijn de onderdelen robuuster.
Verder moeten grote onderdelen die 3D-geprint zijn vaak bijgeschaafd worden om de gewenste vormen te krijgen. Dankzij de lichttechniek kan HARP in meer detail printen waardoor deze extra stap niet meer nodig is.
Een ander probleem bij de huidige 3D-printers is de warmte die ze produceren. Als ze met een hoge snelheid printen kan de temperatuur in sommige gevallen oplopen de 180°C. Dat kan leiden tot barsten of vervormingen in het geprinte materiaal.
‘Onze techniek geneert ook warmte, net als de andere,’ zegt Chad Mirkin van de Northwestern University in een persbericht. ‘Maar wij hebben een oppervlak dat deze warmte afvoert.’
Hiervoor gebruiken de onderzoekers een niet-plakkende gefluoreerde olie dat zich gedraagt als vloeibaar Teflon. Deze vloeistof stroomt over het raam waardoor het licht schijnt dat gebruikt wordt om het geprinte materiaal te laten uitharden. Zo neemt de vloeistof de warmte daar op en verwijdert het uit de printer via een koelsysteem.
De nieuwe 3D-printer zal over ongeveer 1,5 jaar commercieel verkrijgbaar zijn, verwacht Mirkin.
