De potentiële voordelen van het kunnen gebruiken van 3D-printtechnologie voor het leveren van noodzakelijke transplantatieorganen zijn niet te overzien. Bovendien kunnen ze de weg vrijmaken voor nog grotere stappen in de regeneratieve geneeskunde, door nieuwe, veilige manieren te bieden om geneesmiddelen te ontwerpen en te testen die orgaanziekten kunnen behandelen en de noodzaak van orgaantransplantaties helemaal kunnen voorkomen.
Bouw
Architectuur
Als een industrie die al is gebaseerd op geometrisch ontwerp, prototyping en modellering, zal de architectuur enorm profiteren van de vooruitgang in 3D-printtechnologie. We hebben gezien hoe de digitale workflow complexe architectonische schaalmodellen produceert in volledig detail, waardoor de 3D-modelfase van architectonisch ontwerp wordt verbeterd.
Naast het besparen van tijd tijdens de modelproductie, stellen de 3D-geprinte modellen architecten in staat om met veel grotere zekerheid te anticiperen op de effecten van bepaalde ontwerpkenmerken, bijv,
De hoge presentatiewaarde van een dergelijk exact model betekent ook dat 3D-printen een acuut commercieel hulpmiddel kan zijn voor bedrijven die projecten en opdrachten willen binnenhalen door de volledige kenmerken van hun ontwerp te laten zien.
Een digitaal model van een architectonisch plan, naast de met 3D-printen gemaakte tegenhanger in de vorm van een schaalmodel.
Kunst
Sculpturen
De hausse in “additieve kunst” is de afgelopen tien jaar geleidelijk gegroeid, en we hebben 3D-printtechnieken zien infiltreren in verschillende hoeken van de kunstwereld, van kunstwerken voor consumenten tot sculpturen die geschikt zijn voor het Smithsonian.
Door 3D-fotoscansystemen te gebruiken om fysieke kunstwerken te maken, kunnen 3D-printprocessen veel nieuwe keuzemogelijkheden bieden voor klanten. Deze ontwikkelingen hebben zowel kunstenaars als klanten een zekere mate van nieuwe creatieve macht gegeven, ook – alles wat ze kunnen bedenken en ontwerpen, kunnen ze produceren, en volgens zeer gedetailleerde normen.
Films en visuele effecten
3D-printen is al geïntegreerd in de productie van Hollywood-films en wordt op grote schaal gebruikt voor praktische visuele effecten en kostuums.
Waar de creatie van de meest fantastische wezens in films ooit nauwgezet handwerk vereiste, hebben de toegenomen tijdsdruk en tijdsvereisten van het moderne filmmaken een snellere methode voor het creëren van praktische effecten van vitaal belang gemaakt. Effectenstudio’s zoals Aaron Sims Creative gebruiken nu een hybride aanpak, waarbij het maken van praktische effecten wordt versterkt door de digitale workflow, om nieuwe mogelijkheden voor samenwerking te creëren en de doorlooptijd voor het tot leven brengen van ideeën te verkorten.
Kijk achter de schermen en zie hoe Aaron Sims Creative (ASC) 3D-printen gebruikte om het monster van Stranger Things te maken.
Dans en muziek
De artistieke mogelijkheden van 3D-printen zijn niet beperkt tot fysieke kunstwerken. Het heeft ook het vermogen om geheel nieuwe dimensies te geven aan vormen als dans en muziek.
Neem bijvoorbeeld de 3D-geprinte, draagbare “instrumenten” die zijn ontwikkeld door Joseph Malloch en Ian Hattwick van de McGill University. Met behulp van geavanceerde sensortechnologieën zetten ze beweging, oriëntatie en aanraking om in muziek.
Muziekinstrumenten
3D-printen kan zelfs industrieën verstoren die al jaren of eeuwen in een statisch paradigma zitten.
Zo is de vervaardiging van violen al enkele honderden jaren onveranderd – een volledig handmatig proces van meester-ambachtslieden, omdat geautomatiseerde vervaardiging niet in staat is gebleken om het instrument met de vereiste afwerkingskwaliteit te produceren.
Door de precisie van detaillering waartoe 3D-printen in staat is, hebben we een moeilijk te doorbreken industrie zien ontwrichten.
Brian Chan, ingenieur bij Formlabs, creëerde een volledig functionele akoestische viool met behulp van Formlabs’ White Resin. Het resultaat was niet alleen realistisch in zijn afwerking, maar ook volledig bespeelbaar.
Zoals het aanpassen en specificeren van muziekinstrumenten in het verleden kostbaar is gebleken, zouden 3D-printmogelijkheden moeten leiden tot belangrijke veranderingen in de markt als nieuwe en waardevolle ontwerpen mogelijk worden gemaakt, mogelijk de weg vrijmakend voor de creatie van geheel nieuwe instrumenten.
Kunstrestauratie
3D-scannen, CAD en 3D-printen zijn gebruikt om de werken van enkele van de beroemdste kunstenaars uit de geschiedenis te restaureren, waarbij werken van onder anderen Michelangelo en da Vinci in hun oude glorie zijn hersteld.
Nadat de huidige staat van een bepaald kunstwerk is geëvalueerd, kan het werk digitaal worden gescand en gemodelleerd. De mogelijkheid van onbedoelde interpretatie wordt geminimaliseerd door bestaande stukken van een werk te gebruiken als basis voor de daaropvolgende restauratie. Restauratoren hebben toegang tot een schat aan gegevens over mogelijke problemen en verbeteringen, gevolgd door documentatie, het ontwerp van vormen en restauratie.
De gereconstrueerde 3D-geprinte onderdelen op dit multimaterialen reliekschrijn zijn alleen zichtbaar onder UV-licht.
Omwille van de complexiteit van de betrokken kenmerken en het gebrek aan technieken die een veilig herstel konden garanderen, werden vele eerdere restauratiepogingen als onmogelijk opgegeven. Nu, met de hulp van de digitale workflow, zijn zelfs ongelooflijk ingewikkelde, multi-materiaal restauraties haalbaar, zoals deze ondernomen in het Museo Tesoro dei Granduchi in Florence.
Onderzoek
Forensics
D printen heeft evenveel potentiële bruikbaarheid in reconstructie als in productie. Het werk van een forensisch artiest wordt vaak bemoeilijkt door onvolledig bewijsmateriaal. Digitale technologieën kunnen van enorm nut zijn bij gerechtelijke onderzoeken en kunnen de capaciteiten van forensische kunstenaars vergroten om nauwkeurige modellen te reconstrueren van personen van belang of slachtoffers.
De digitale workflow hier omvat het omzetten van CT-scans in 3D-prints om te helpen bij de identificatie. Bijvoorbeeld, wanneer onderzoekers slechts een deel van een schedel als bewijs vinden, kan een printer het volledige monster modelleren en repliceren.
Reconstructies van het uiterlijk van slachtoffers van misdrijven hebben al een belangrijke rol gespeeld bij het bereiken van gerechtigheid, wat eens te meer het nut van 3D-printen bewijst dat verder gaat dan overwegingen van ontwerp en productieve efficiëntie.
Paleontologie
Paleontologen zullen een velddag hebben met 3D-printen, omdat het kan helpen bij het voltooien van dinosaurusskeletten door het afdrukken van ongrijpbare ontbrekende botten.
Het Smithsonian museumpersoneel experimenteerde onlangs door de ontbrekende botten van een T. rex precies volgens specificatie af te drukken. De 3D-workflow stelde het team in staat om op grote schaal en veilig te experimenteren met behulp van modelleringssoftware, bespaarde tijd en verminderde het risico voor de integriteit van het echte skelet.
Near-Future Use Cases
Het afgelopen decennium hebben we de mogelijkheden van 3D-printen snel zien ontwikkelen, een aantal van de meest opwindende en onverwachte use cases van de workflow zijn die, hoewel niet onmiddellijk haalbaar, binnenkort een plausibele realiteit zullen worden.
Woning en bouw
Desktop 3D-printen is beperkt tot het produceren van kleinere items, terwijl productieschaal additieve workflow veel grotere functionele componenten kan produceren. In de afgelopen jaren zijn verschillende initiatieven op gang gekomen om huizen en grotere structuren te maken die volledig het product zijn van 3D-printen, waarmee nieuwe grenzen worden geopend in duurzaam wonen en bouwen.
De 3D-printtechniek geeft vormvrijheid aan architecten, zelfs met voorheen minder kneedbare bouwmaterialen zoals beton. Meer in het algemeen kunnen hiermee volledig duurzame en energiezuinige woningen worden gebouwd die ook voldoen aan moderne comfortnormen. Bouwen op deze manier zou volledig afvalvrij kunnen zijn, en zeer lage utiliteitskosten opleveren.
In februari van 2019 kondigde het Texaanse bedrijf Sunconomy plannen aan om ’s werelds eerste volledig 3D-geprinte huis te verkopen. Het zal er ongeveer zo uitzien.
MX3D gebruikt de digitale workflow met meerdere assen om een roestvrijstalen brug te printen die binnenkort zal worden geïnstalleerd over de Oudezijds Achterburgwal in Amsterdam. (bron: MX3D)
Recreëren van geschiedenis
Het verlies van historische artefacten voelt verwoestend vanwege het gevoel dat het onmogelijk is ze te herscheppen. De vernietiging van veel Syrisch erfgoed, zoals de oude stad Palmyra, door toedoen van ISIS leek een donkere en onomkeerbare stap terug te betekenen. Door voorwaartse stappen in 3D-printing, kunnen we binnenkort misschien de glorie van het verleden recreëren – en veiligstellen.
Door middel van het Million Image Database-project, is een campagne om de beschadigde ruïnes van Palmyra te recreëren met 3D-printing aan de gang. Het maakt gebruik van 3D-modellen van de site samengesteld uit foto’s om recreaties te genereren die, in schaal en detail, trouw zijn aan de geschiedenis. Even spannend, dezelfde modelleringstechnieken kunnen ook worden uitgebreid om de grote meesterwerken van de artistieke geschiedenis te beschermen tegen mogelijk verlies.
In de toekomst zal 3D-printen niet alleen een transformerend effect hebben op productie en ontwerp – het zal ook een belangrijke rol kunnen spelen in zaken van internationaal en historisch belang.
Een nieuwe ruimtewedloop
Met een van de hoogste toetredingsdrempels van alle industrieën ter wereld, is de ruimtevaart misschien wel een van de meest verrassende gebieden voor innovatie op het gebied van 3D-printen.
Aerospace startup Relativity heeft het maken van aluminium raketmotoren getest met behulp van additive manufacturing. Als deze toepassing succesvol is, zouden de kosten en praktische problemen van de ruimtevaart sterk worden verminderd, waardoor het veld wordt opengesteld voor nieuwe activiteiten en voor een enorm groeipotentieel.
SpaceX’s Crew Dragon-ruimtevaartuig, uitgerust met 3D-geprinte SuperDraco-motoren, maakte in maart 2019 voor het eerst een vlucht. (bron: SpaceX)
SpaceX heeft voor 3D-printing gekozen vanwege de kosten- en afvalbesparende eigenschappen van de technologie en om ook de flexibiliteit in het productieproces te behouden. De verbrandingskamer van de motor, ook geproduceerd door middel van 3D-printen, bleek een superieure sterkte, taaiheid en breukbestendigheid te hebben ten opzichte van conventionele materialen.
We hebben zelfs 3D-printen gebruikt zien worden in de ruimte, toen NASA een 3D-printer gebruikte om een ratelsleutel te bouwen aan boord van het International Space Station, het eerste gereedschap in zijn soort dat in de ruimte werd vervaardigd.
Endless Possibilities
Visualiseren van 3D-printing-gedreven veranderingen in de manier waarop dingen worden gemaakt, vereist niet de verbeeldingskracht die het ooit deed. Naarmate de workflows zich de afgelopen jaren hebben ontwikkeld en vaste voet aan de grond hebben gekregen in verschillende industrieën, beginnen we dat revolutionaire potentieel te zien.
Van tandheelkunde en in de gezondheidszorg tot consumentengoederen, architectuur en fabricage, komt het publiek steeds meer in aanraking met de eindproducten van 3D-printen.
Het duurzaam verminderen van de verspilling bij traditionele productie, het verkorten van doorlooptijden en overheadkosten, en het mondiger maken van klanten door ze dichter bij de producten te brengen die ze willen – we kunnen alleen maar verwachten dat de invloed van 3D-printen zich blijft uitbreiden.
Lees meer over 3D-printen in eigen huis