Een 3D-printer moet je digitale 3D-designs voeden om er vervolgens échte driedimensionale objecten van te maken. Dat object wordt laagje op laagje 'afgedrukt'. Klinkt relatief eenvoudig, en de technologie is in essentie ook geen 'rocket science'. "De technologie bestond al in de jaren '80. Maar omdat toen nog de grote rekenkracht ontbrak voor de aansturing, is de technologie pas in dit decennium echt doorgebroken", vertelt Mike Denecker die bij Velleman de r&d-afdeling leidt en verantwoordelijk is voor het product management van 3D-printers. Het bedrijf uit Gavere nabij Gent produceert en verdeelt allerlei elektronica-spullen.
...

Een 3D-printer moet je digitale 3D-designs voeden om er vervolgens échte driedimensionale objecten van te maken. Dat object wordt laagje op laagje 'afgedrukt'. Klinkt relatief eenvoudig, en de technologie is in essentie ook geen 'rocket science'. "De technologie bestond al in de jaren '80. Maar omdat toen nog de grote rekenkracht ontbrak voor de aansturing, is de technologie pas in dit decennium echt doorgebroken", vertelt Mike Denecker die bij Velleman de r&d-afdeling leidt en verantwoordelijk is voor het product management van 3D-printers. Het bedrijf uit Gavere nabij Gent produceert en verdeelt allerlei elektronica-spullen. "Onze eigen ontwikkelingen en bouwpakketten zijn onze grootste sterkte. Dat onderscheidt ons van de 'box movers' en is ook een deuropener bij onze klanten zodat we onze eigen producten naar binnen kunnen schuiven", aldus Denecker. Sinds 2012 verkoopt Velleman ook 3D-printers onder de vorm van een bouwpakket. "De K8200 was onze eerste 3D-printer die we samen met een Italiaanse klant op de markt gebracht hebben. Hij had het prototype gebouwd, en wij konden voor een productie in grote aantallen zorgen", zegt Denecker. 16.000 exemplaren zijn er wereldwijd over de toonbank gegaan van die K8200. Dat lijkt nog een relatief bescheiden aantal, maar toch is Velleman hiermee de officieuze marktleider in 'DIY' 3D-printers die met open source software werken. "Onze prijs was correct, het product was goed én het was door het open karakter meteen de meest 'hackable' printer die er bestond", verklaart Denecker het verkoopsucces. Hackable is in deze context trouwens geen pejoratief begrip: het doelt op de mogelijkheid om bijvoorbeeld de printerkop te vervangen door een freesmachientje of een alternatieve printkop zodat je ook andere materialen kan gebruiken. Ondertussen is er sinds december een tweede model op de markt, de K8400, oftewel de Vertex. Die werd volledig in Gavere ontwikkeld, is een stuk performanter (hogere resolutie, mogelijkheid tot twee kleuren), en ging ondertussen ruim 4.000 keer over de toonbank. Hoe fijner de laagjes die een 3D-printer kan creëren, hoe beter het resultaat. In het eerste model is de laagdikte 0,2 mm, bij de K8400 is dat 0,05 mm. Ook de diameter van de nozzle is belangrijk: 0,5 mm 'dik' is het gaatje in het eerste model. De opvolger heeft een nozzle van 'maar' 0,35 mm. "Het gaat niet om snelheid, het gaat niet om massaproductie, het is een product voor hobbyisten. Maar ook scholen, kleine bedrijven, artiesten, designbureau's, architecten en mensen die met modelbouw bezig zijn, kopen onze 3D-printerkit", zegt Denecker die ons kort de werking van de printer toelicht: "Eigenlijk is het niet meer dan het verwarmen van bronmateriaal, en dat vervolgens zoals slagroom spuiten op de juiste plaats." Het klinkt zo eenvoudig, dat we in de verleiding komen om zélf eens zo'n printer in elkaar te steken. Ondergetekende - wiens elektro-ervaring beperkt is tot een vakantiejob 'pc's-in-elkaar-flansen' en wat achtergrondkennis over hardware - nam de proef op de som en ging met een Vertex-bouwkit en een doos vol materiaal naar huis. "Zoals ik al zei, het is nog lang geen massaproduct en het werkt 'out-of-the-box' ook nog niet perfect. Je moet kalibreren, configureren en experimenteren", roept Denecker me nog na. Het oogt impressionant: zo'n doos met meer dan 700 onderdelen verdeeld over meer dan 20 zakjes. Mijn vrouw lacht heimelijk en vermoedt het ergste wanneer ik stap 1 open klik. De handleiding volg je immers op www.vertex3dprinter.eu: een geprinte versie zou te dik zijn. Voorzie voldoende tijd zodat je de instructies goed kan lezen en opvolgen: een verlofdag zoals Hemelvaartsdag blijkt (net) voldoende voor mij om de printer in elkaar te vijzen. Het moet gezegd: voor een halve leek als mij met twee linkerhanden is het net 'doenbaar'. Een eenvoudige klus is het niet: stel je een kruising voor van een Ikea-kast en een desktop-computer aangevuld met een drietal stappenmotors en de nodige aansturing. De montagehandleiding (voorlopig nog uitsluitend in het Engels) is erg goed opgebouwd met duidelijke instructies en voldoende foto's. Het zwakste punt - zo roep ik tijdens het monteren naar mijn vrouw, maar zij blijkt al lang niet meer geïnteresseerd - is de 'extruder' oftewel de printkop. Dat stuk laat zich wat moeizamer monteren - er komt wat secondenlijm voor de ventilator aan te pas: waarom kan dat niet in elkaar 'klikken' zoals al de rest? - en ik voorspel problemen. "We maken er wel een punt van dat élke kit die we verkopen uiteindelijk ook een volledig werkende 3D-printer is", herinner ik me Mikes woorden. "Alle onderdelen worden handmatig samengesteld, dus een menselijke fout kan altijd. Maar onze support is érg goed, we sturen ontbrekende stukjes meteen na of vervangen de slecht werkende. De community schiet via het forum waar nodig ook direct ter hulp." De dag na mijn verlofdag kalibreer ik nog snel even de Z-as, zodat de nozzle van de printkop op de juiste hoogte komt ten opzichte van het 'printplatform', vooraleer ik me aan mijn eerste 3D-print waag. Je hebt daarvoor de open source Repetier-Host software nodig. In dat programma laad je een 3D-design, dat je vervolgens via een druk op de juiste knop dient te 'slicen' vooraleer je kan beginnen printen. Het printen zelf doe je via een USB-kabel of een SD-kaartje dat je rechtstreeks in de printer schuift. Ik ben zo fier als een gieter wanneer 'mijn' machine recht voor mijn ogen een eerste 3D-design creëert: een sleutelhanger met het Vertex-logo. Twee uur later is de print klaar. Vrienden die op bezoek komen zijn onder de indruk: het geeft hen het gevoel dat ze de toekomst zien, hier, in mijn woonkamer. Maar bij zowat elke volgende print die ik probeer, loopt het wel ergens fout. Tot drie keer toe raakt de toevoer naar de printnozzle verstopt: zie je wel, ik voorspelde problemen! Of het nu de schuld is van de fabrikant, dan wel van mijn twee linkerhanden laat ik in het midden: feit is wel dat je voorbereid moet zijn op flink wat kunst- en vliegwerk om problemen op te lossen. Ook in de afdruk loopt het al eens mis: een laagje dat niet perfect aansluit op het vorige laagje, 'patroonvorming' waar er geen patronen horen te zijn, of een design dat simpelweg te gecompliceerd blijkt voor onze DIY-printer. Het bewijst voor mij dat we nog lang niet over een consumentenproduct kunnen spreken. "Het is inderdaad zeker nog geen consumer product. Concurrent Makerbot biedt zeer performante kant-en-klare producten maar is dan wel weer heel wat duurder én 'closed source'. Makerbot heeft trouwens pas nog 100 personeelsleden afgedankt omdat ze zich meer als een professionele speler willen positioneren. Dat is hun goed recht, maar ze laten daarmee wel hun community voor een tweede keer in de steek. De eerste keer was toen ze beslisten om voor closed source te gaan", aldus Denecker. Maar indrukwekkend blijft het wél, dat je voor de prijs van een iPhone ook een instap-3D-printer kan kopen. Voor elke 3D-print heb je een 3D-model nodig. De eerste mogelijkheid is om het zelf te tekenen via gespecialiseerde (en doorgaans vrij gecompliceerde) software van onder meer AutoDesk, maar je kan ook goedkopere of gratis online software als SketchUp gebruiken. Een tweede mogelijkheid is een model te downloaden van het internet. Er bestaan al flink wat sites met zulke modellen - .stl-files zijn dat trouwens - waarvan www.thingiverse.com de meest bekende is. Gebruikers kunnen er eigen designs uploaden en zo delen met andere gebruikers of tips uitwisselen over hoe je een bepaald model het best kan printen. Een derde en meer futuristische mogelijkheid is om een bestaand object te scannen in drie dimensies. "Al is er een belangrijk nadeel: enkel de buitenkant wordt gescand en de resolutie is nog te laag voor bruikbare voorwerpen", vertelt Denecker. "Er bestaan wel duurdere scanners, maar die liggen niet binnen het bereik van de consument. HP is wel bezig met een consumentenproduct, maar wacht volgens mij tot alles doorontwikkeld is", klinkt het. Bij 3D-scanning is volgens Denecker niet zozeer de hardware, maar wel de software het probleem. "De hardware zouden we kunnen aanbieden, maar de software is een specialiteit. Daarom kijken we uit naar een eventuele samenwerking met een speler als Materialise, al zijn onze gesprekken nog in een beginfase", vertelt Denecker. Printen doe je met twee soorten plastiek: PLA of ABS. PLA is een biologisch afbreekbare kunststof met een glanzend oppervlak en is in verschillende kleuren beschikbaar. "Eigenlijk is het een bijproduct van maïs", geeft Denecker nog een weetje mee: "Het is vergevingsgezind materiaal dat ideaal is om mee te starten." Kostprijs: zowat 20 à 25 euro per kilogram (spoel). Met zo'n kilogram kan je ongeveer 400 schaakstukken printen. ABS-filament is doorgaans iets duurder, maar is ook steviger materiaal: 'acrylonitril-butadieen-styreen' is een petrochemische plastiek. Andere materialen printen kan, als je de printkop vervangt. "Zo zijn er die de kop aanpassen om chocolade te printen. We raden in zo'n geval niét aan om het op te eten, maar op beurzen bijvoorbeeld creëer je wel een blikvanger", zegt Denecker. Velleman denkt er aan om zowel voor het eerste als het tweede model zelf extra upgradekits uit te brengen: bijvoorbeeld om het printoppervlak te vergroten of de resolutie te verhogen. "Maar we ontwikkelen ook een pasta-extruder waarmee je bijvoorbeeld vloeibare cement, keramisch materiaal of een soort deeg kan gebruiken", klinkt het. Naar de verdere toekomst is het een beetje gissen, zo blijkt. "We denken dat we voor deze technologie aan de huidige prijs het onderste al uit de kan gehaald hebben. Voor een derde generatie zullen we allicht een andere richting moeten uitgaan, maar daar zijn we nog niet helemaal uit", aldus Denecker. Of er vanuit Chinese hoek geen concurrentie dreigt voor de Belgische kit, wil ik nog snel weten? "Elk jaar gaan we naar twee gespecialiseerde beurzen in Hong Kong. We zien een duidelijke toename in het aantal 3D-printers, maar de specificaties laten het meestal wel afweten. Technisch zijn ze minder verfijnd. Nu, een printer maken is één ding. Minstens zo belangrijk is dat je ook een afzetmarkt hebt en daar scoren wij met ons netwerk van 1.700 verdelers", maakt Denecker zich sterk. Kristof Van der StadtReken op een volle werkdag om de Vertex 3D-printer in elkaar te knutselen