Wie van 2D Cad overstapt naar 3D Cad, ziet meteen een stevige toename inzake omvang en complexiteit van de informatie en de bijhorende bestanden. Wat dan als je die productinformatie ook nog eens vertaalt in productie-aanwijzingen voor 3D-printing? Een nieuw bestandsformaat brengt naar verhoopt een oplossing.

Sinds het begin van 3D-printing heeft het stl-bestandsformaat gefungeerd als een ‘de facto’ standaard om data uit ontwerpsoftware in te voeren in ‘additive manufacturing’ (AM) systemen. Maar stl heeft zo zijn beperkingen: het biedt enkel informatie over de vorm, het volume van het voorwerp. Het bestandsformaat dateert dan ook uit het tijdperk van AM-systemen die slechts met één materiaal in één kleur tegelijk werkten. En met een relatief lage resolutie. Vandaag biedt AM een nauwkeurigheid van productieniveau, zodat stl-bestanden al te groot dreigen te worden. Ook zijn ze ‘blind’ voor de nieuwe mogelijkheden die de huidige systemen bieden, wat aanleiding gaf tot een veelheid aan bedrijfseigen uitbreidingen, wat dan weer de uitwisseling van bestanden sterk belemmerde.

AMF 1.1 standaard

Die toestand leidde in 2009 tot een initiatief van het nieuwe Committee F42 van de ASTM (een oorspronkelijk Amerikaanse, nu internationale standaardenorganisatie) om een nieuw bestandsformaat voor 3D-printing te ontwikkelen. Vandaag gaat dat door het leven als ASTM F2915 (amf-formaat v1.1), een xml-gesteund bestand met bijzondere aandacht voor uitwisselingsmogelijkheden (onder meer met stl).

Belangrijk is dat het nieuwe bestandsformaat geschikt is om de veelzijdige informatie over 3D-printing over te brengen, met vandaag info over een vijftal ‘elementen’. Het meest elementaire is het ‘object’, met info over het ‘volume’ van het voorwerp. Onder ‘material’ resorteren informatie over de verschillende materialen die in een ontwerp worden aangewend (aan de hand van een ‘material ID’). Voorts kunnen er ook gegevens over ‘texture’, ‘constellation’ (welke onderdelen horen bij elkaar, in complexe structuren) en ‘metadata’ (informatie over het project) worden opgenomen. En dat alles in een bestand dat tevens tot 50 procent kleiner is dan een ‘compressed’ binair stl-bestand. Concreet betekent een en ander dat in zo’n file nu ook rekening kan worden gehouden met het aanwenden van verschillende materialen, in verschillende kleuren en met geleidelijke overgangen tussen dat alles. Ook wordt het mogelijk om complexe interne structuren in de voorwerpen zelf (zoals bijvoorbeeld koelingskanalen) beter te beschrijven.

In combinatie met meer materialen en meer efficiënte machines, is 3D-printing allang het stadium van puur ‘sneller prototyping’ voorbij en produceren de printers al volop reëel bruikbare stukken en onderdelen. De belangstelling hiervoor groeit, zoals onder meer de overname van Morris Technologies door GE Aviation bewijst. GE Aviation overweegt met AM onder meer de productie van onderdelen van een nieuw te ontwikkelen straalmotor. Met het nieuwe amf-formaat behouden bedrijven tevens hun volle keuzemogelijkheid inzake specifieke AM-productiemethoden, zoals het harden van vloeistoffen (stereolithografie), het versmelten van poeders (laser sintering) of het laag na laag deponeren van materiaal (plastics, foliën). Bij dat alles wordt ook de nadruk gelegd op compatibiliteit met de huidige bestandsformaten (waaronder stl), met voldoende ingebakken flexibiliteit met het oog op toekomstige uitbreidingen en snelle veranderingen in de markt.

Steeds meer materialen

Een belangrijke rol in de stijgende populariteit van 3D-printing wordt gespeeld door de groeiende variëteit aan materialen die kunnen worden aangewend, zelfs in een zelfde object. Sommige ‘printers’ kunnen tegelijk een paar vaste en een paar flexibele materialen aanwenden, in verschillende kleuren en met ‘gradiënten’. Qua materialen is er nu al keuze in metalen (zoals titanium, aluminium, staal, edelmetalen,…), plastics (zoals abs), keramische, rubberachtige en hars-materialen, voor prototype en productie-doeleinden.

Met die materialen kan 3D-printing terecht in een hele rist industrieën, zij het dat vandaag medische toepassingen (zoals implantaten) stevig doorwegen. Het vele prototype-werk illustreert daarnaast dat er schier geen grenzen zijn aan de verbeelding en inspiratie inzake materialen. Zo heeft men zelfs al uitgebreid geëxperimenteerd om met voedingswaren, zoals chocolade, ‘voorwerpen’ te ‘printen’. En wordt gekeken naar bouwmaterialen om met grote 3D-printinstallaties zelfs de bouw van huizen te overwegen.

Guy Kindermans