Realiteit in 3D

03/05/11 om 17:00 - Bijgewerkt om 16:59

Bron: Grafisch Nieuws

3D-rapid prototyping, 3D-reliëfprint, 3D-doming, 3D-thermoforming en meer. 3D-varianten laten sign- en displaymakers niet onberoerd. De druk van de crisis dwingt immers tot naarstig zoeken naar nieuwe marktniches. Maar bezint voor ge begint.

Jan Vroegop

Vormen in 3D opbouwen in inkjet

De wereld van 3D wekt de aandacht van de sign- en displaymaker. Naar aanleiding van drupa 2008 plaatsten we in M&C 3 van dat jaar een reactie van een verbaasde bezoeker die een "glas-in-lood" print uit een Screen UV-printer meekreeg: geprint op glashelder perspex. De "loodranden" tussen de glasgedeelten bestonden uit dikke zwarte lijnen waar de printshuttle ongeveer 30 passes voor nodig had. Het was maar een begin. Daarna zagen we nog meer realisaties uit de categorie 3D UV-reliëfprint. Onder andere van de Russische printerfabrikant Sun die dit vorig jaar demonstreerde op Grafi + Sign in Kortrijk. Meestal zijn die reliëfs geprint met flexibele UV-inkten zoals met Roland DG's (ook letterlijk) groene Versa UV-Led LEC330 en 540. Het effect kon ook worden bewonderd op een voorbeeld van LuXeXcel, waarop de opbouw van de zwarte lijnen eveneens door middel van meerdere printpasses tot stand kwam. Deze ontwikkelingen volgden na de introductie van de Israëlische Scodix 1200, een apparaat dat op Ipex 2010 voor "digital doming" werd gelanceerd; ook al eerder besproken in ons zusterblad Grafisch Nieuws. De prijs van de 50 x 70 cm Scodix 1200 ligt tussen 250.000 en 300.000 euro. Dit soort van ontwikkelingen voor het opbouwen van een 3D-effect, zijn gebaseerd op het printen van UV-lak.

Qua doorlooptijd moet bij 3D-productie altijd rekening gehouden worden met de laagjes die in veel passes op elkaar moeten worden gestapeld of 'layered' zoals Roland DG het noemt. Het principe is ontleend aan de "rapid prototyping" technologie uit de elektronica- en modelbouwindustrie. Rapid prototyping vindt nu ingang in de display- en gadgetindustrie. Op YouTube kunt u zelfs filmpjes zien waarin metalen sieraden worden gespoten. Zoek op YouTube naar "3D printer" en deze wereld openbaart zich voor u. Tijdens Fespa Digital 2006 in Amsterdam kon u reeds de Contex 3D-plotter gaan bekijken. Die Contex Designmate Cx kostte 55.000 euro. De materiaalkosten voor een bol van 10 cm bedragen ongeveer 70 euro. Die bol wordt in 5,5 uur laagje-voor-laagje opgebouwd! Een systeem voor unieke stuksproductie dus. Een Nederlandse drukkerij en studio bedient hiermee de markt van de architecten en maakt voor hen 3D-maquettes met de Connex).

Ook Igepa is met de Objet personal/desktop inkjet 3D-printers in deze markt gestapt. In het Objet-programma kan de Connex500 een maximaal objectformaat van 490 x 390 x 200 mm aan. Bescheidener van start gaan kan ook. Volgens de Objet-site al vanaf 16.900 euro. Een variant op deze professionele 3D-wereld is de studentikoze ontwikkeling van een kleinschalige ludieke 3D-toepassing van www.fablabtruck.nl. We citeren van de site: "Wij hebben een Makerbot 3D printer. Met deze printer kan je 3D objecten printen van plastic. De Makerbot wordt verkocht als bouwpakket. In tegenstelling tot de RepRap, waarbij je veel onderdelen zelf moet maken, zijn de meeste onderdelen van de Makerbot gesneden met een lasersnijder. Dit maakt het bouwproces een stuk overzichtelijker en het lost het probleem van de RepRap op, dat je eerst een 3D printer moet hebben om er één te kunnen maken. De Makerbot print uit twee soorten plastic: PLA en ABS. ABS is een uit olie gemaakte plastic. Het is hetzelfde materiaal als waarvan LEGO gemaakt is. PLA is een plastic dat gemaakt wordt uit natuurlijke grondstoffen, zoals mais. De Makerbot wordt bediend vanuit een Open Source softwarepakket genaamd ReplicatorG. Een ander pakketje, Skeinforge, zet een 3D STL file om naar een bestand dat de Makerbot kan verwerken." Het systeem maakt vooral kleine 3D-voorwerpen van circa 4" x 4" x 5". Het apparaat haalde onlangs een TV-nieuwsprogramma waarin een blik werd geworpen op die 3D-realiteit, vanuit het virtuele naar het tastbare

Daarin toont men het 3D-apparaat als zelfbouwkit voor consumenten, dat tussen 800 en 1200 euro zal gaan kosten. Dit verwachte 3D-consumentenapparaat kost weliswaar veel minder, maar kan ook veel minder dan gesofisticeerde 3D-inkjetprinters.

3D-frezen

Sign- en displaybedrijven hebben affiniteit met harde materie waaruit iets in 3D-vorm ontstaat d.m.v. freesbanken. Bijvoorbeeld 3D-naamplaten, plaquettes en gevel of -uithangborden. Maar in welke freesbank zal ik investeren? Meerassige vlakbed-freesbanken kosten tussen 10.000 en 150.000 euro. Veel KMO sign- en displaybedrijven hebben echter behoefte aan eenvoudigere bedrijfsmiddelen om kleine 3D-producties als nevenactiviteit te exploiteren. Vooral Roland DG heeft daarvoor een passend apparatenprogramma; bijvoorbeeld voor het graveren van naamplaatjes, enz. is de desktop-graveermachine EGX 20 al voor 2.200 te koop. Nog veel meer 3D-frezen kan men met de Roland DG - MDX-540. Die freesmachine kost tussen 16.000 en 26.000 euro. Het toestel heeft een hoge 3D-precisiegraad en wisselt automatisch van gereedschap. Dergelijke machines kunnen nog worden aangevuld met hulpstukken die uit de metaalbewerking komen, bijvoorbeeld een draaibank. Dus hulpstukken waarmee niet alleen de freeskop meer-assig wordt, maar ook het te bewerken materiaal. Dat geeft nog meer mogelijkheden voor 3D bewerkingen. In navolging van de hout- en metaalbewerking zijn er ook toepassingen zoals het vervaardigen van preegvormen: bijvoorbeeld als dienst aan drukkerijen die hotfoil en preegwerk maken met behulp van 3D-gefreesde platen in messing. Ook voor het maken van gedenksymbolen, plaquettes en (wand)decoraties zijn freesmachines zeer geschikt, mits ze zijn uitgerust met gereedschap om te polijsten.

3D uit vlakke materialen

Een andere mogelijkheid is het maken van 3D-vormen uit vlak materiaal. De meest bekende toepassingen zijn gebaseerd op het stansen of uitsnijden met vlakbedplotters, bijvoorbeeld met de systemen van Esko/Kongsberg en Zünd; je treft ze doorgaans aan bij bedrijven met vlakbedprinters. Toepassingen zijn ook mogelijk met doorloop-snijplotters voor flexibele planosubstraten, zoals met de systemen van Mimaki, Mutoh en Roland DG. Die apparaten kosten tussen 2.000 en 4.500 euro. De illustraties van een twaalfzijdige fantasiekalender maken al snel duidelijk wat als 3D-voorwerp uitgedacht kan worden, vertrekkende van vlak materiaal zoals karton of kunststof. Sign- en displaybedrijven met veel fantasie en handigheid kunnen op dit vlak veel voor reclamebureaus en andere klanten bedenken en maken. Het kan een mooie aanvulling op hun printwerk zijn. Ook voor thermoforming kan vanaf vlak materiaal worden vertrokken. Sinds er goed vervormbare inkten aan de sign-wereld worden geleverd, komt 3D-thermoforming in het bereik van sign- en displaymakers, zie bijvoorbeeld het YouTube filmpje www.youtube.com/watch?v=wC84JAHGjg0. Hier wordt een verhittings/blaas-vacuüm methode toegepast. De 'mould'- of vormstempels zijn uit MDF en/of aluminium op freesappartuur gemaakt.

Ook met de doming-techniek kan op vlak materiaal een 3D-reliëf worden opgebouwd. De techniek is beperkt. Omdat een glashelder polymeer naar de randen moet kunnen vloeien, kan dat tot een laagdikte van ongeveer 1 mm tot 2 mm op ronde, ovale of met ronde hoekjes gevormde vlakken/vlakjes. Wie start met doming kan met beginnersets voor een paar duizend euro aan de slag: er worden dan handpistolen gebruikt, die worden gekoppeld aan een voorsmelter. Professionele apparatuur voor grote producties zijn een pak duurder. Al eerder rapporteerden we in M&C over een groen domingsysteem uit Oostenrijk. Dan werkt men niet met een polyurethaan/isocyanaat lakbevloeier maar met "groene" UV-lak. Het apparaat bestaat uit een circa 50 x 50 cm transporteerbaar tafelblad dat het bedrukte object onder een spuitbalk doorschuift. De processorgestuurde ejectorbalk spuit stapsgewijs de UV-lak op de dessins op het mobiele tafelblad. Vervolgens schuift de tafel in een UV-droger aan een snelheid die voldoende doordroging van de UV-lak garandeert. De Oostenrijkers bieden het BioDome apparaat aan voor 23.980 euro. Het apparaat beweegt de spuitkoppen in de x-y richting om het dessin mooi tot aan de randen van de ondergrond te vullen met lak.

Schuimsnijden

Ook uit Oostenrijk brengt Stepfour haar 3D-snijbank met gloeidraad. Die is ontwikkeld om uit geschuimde kunststoffen ronde- en fantasierijke voorwerpen te snijden, bijvoorbeeld voor reclametoepassingen en zelfs grote schaakstukken. Er zijn twee types (Xpert Cut 3000 en 5000) met x-y-z-snijbereik: 300 x 125 x 350 cm en 500 x 250 x 500 cm. Op de vraag waarom maar weinig bedrijven dit instrument gebruiken viel uit het antwoord af te leiden dat een winstgevende exploitatie pas loont bij een behoorlijk gevulde machinebezetting op alle weekdagen. Verder vraagt het ook wel de nodige kennis om tot effectieve

3D-resultaten te komen en missers te vermijden. Hoe zoiets als zelfs een ronde bol uit een vierkant stuk foam te snijden valt, zie je op het filmpje www.youtube.com/watch?v=ZdIMB6Uisi4, waar een Xpert Cut 2500 aan de gang is. Benelux-verkoop loopt via het bedrijf Wisent in Raamsdonksveer in Nederland. Ook op www.step-four.at komt u meer te weten.

In de 3D-markt zijn veel toepassingen voor sign- en displaybedrijven interessant. Wanneer u een "Eureka!"-gevoel krijgt, raden we toch aan u eerst grondig te informeren en er grondig over na te denken. Want als u zich vergist, kan het u veel geld kosten. Wanneer u toch in de materie geïnteresseerd bent, kan Fespa

Digital 2011 in Hamburg meer uitsluitsel brengen.