De kwaliteit van de producten uit 3D-printers voor thuis lijkt  stil te staan. Met name het geribbelde oppervlak is gebruikers een doorn in het oog. Japanse onderzoekers komen nu met een oplossing: een soort viltstift die oplosmiddel uitsmeert over het plasticoppervlak, waardoor ribbels wegsmelten en groefjes vollopen met plastic.


In de wereld van de 3D-printers zijn grofweg twee richtingen. Aan de ene kant de dure industriële printers van zeer hoge kwaliteit, die alleen bedrijven kunnen betalen (lees de artikelen: '3D-printers de whizzkid voorbij' en '3D-printen nieuwe Rembrandt is pas het begin'). Aan de andere kant de thuisprinters die je vaak zelf in elkaar moet zetten, en voor hobbyisten goed te betalen zijn.

Principe van FDM. Illustratie Zureks

Het nadeel van die laatste groep apparaten is dat ze vaak werken volgens het principe van fused deposition modeling, het laten smelten van een kunststof en die door een spuitmond persen. Dit is een eenvoudig en betrouwbaar principe, maar levert wel producten op met een geribbeld oppervlak (zie afbeelding rechts).

Dat is misschien niet erg als je een beeldje of een sleutelhanger print, maar voor sommige toepassingen moet een oppervlak nu eenmaal glad zijn.
 

Viltstift

Onderzoeker Kensuke Takagishi en hoogleraar Shinjiro Umezu van de Japanse Waseda University komen nu met een oplossing. Ze hebben een systeem ontworpen dat als kern een soort viltstift met erin een oplosmiddel.

Dwarsdoorsnede van de oppervlaktestructuur van een
3D-geprint voorwerp. De gele stift met oplosmiddel laat
plastic smelten dat vervolgens in de groeven loopt,
een dubbel effect.

Door de stift in de 3D-printer over het plasticoppervlak te bewegen, smelten de opstaande randen een beetje en vloeien de groeven juist vol met plastic. Het oplosmiddel verdampt bij deze handeling, die ze 3D Chemical Melting Finishing (3D-CMF) noemen.
 

Preciezer

De Japanners melden dat hun methode veel preciezer is dan bestaande technieken om het oppervlak van 3D-bouwsels glad te maken. Een bekende manier om dat te doen is door handmatig te schuren en te polijsten. Nadeel is dat dit niet erg precies is en dat daarbij ongezond fijn stof vrijkomt. Ook kun je het 3D-geprinte object met de hand bestuiven met oplosmiddel, maar dat is niet zo precies als de nieuwe methode. Een tweede voordeel ervan is dat de 3D-CMF-methode minder oplosmiddel gebruikt, wat beter is voor mensen die ermee werken en voor het milieu.


Meer details staan beschreven in een artikel in het open toegankelijke tijdschrift Nature Scientific Reports.

 

Vergelijking van het geprinte oppervlak vóór glad maken (1). Na toepassen van de gebruikelijke methode (2) en van de nieuwe methode (3)


Openingsfoto Subhashish Panigrahi Overig beeldmateriaal Takagishi en Umezu, Scientific Reports, 2017.

Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.