De techniek

Na het doorspreken van de wensen en het vastleggen van de metingen begint het eigenlijke maken van de kinsteun op maat. Eigenlijk is dat in eerste instantie een kwestie van tekenen, driedimensionaal tekenen op de computer. De basisvorm wordt zodanig aangepast dat alle verhoudingen en afmetingen kloppen met wat voor u het beste zou moeten werken. Een precies karweitje, maar oefening baart kunst.

3D vormgeving

Vervolgens wordt dat ontwerp vertaald naar opdrachten voor de 3D-printer, door een stuk software dat “slicer” wordt genoemd. Natuurlijk, hoe die kinsteun er van buiten uit zal zien is bekend. Maar van binnen? Het zou erg veel tijd en plastic kosten om zo’n kinsteun massief te maken, bovendien is die kinsteun dan wel erg zwaar. Dus, het binnenwerk bestaat uit een honingraat-structuur, die wel genoeg stevigheid geeft maar zomin mogelijk materiaal gebruikt. Ook altijd spannend is het als er iets met overhang moeten worden gemaakt. De 3D-printer kan weliswaar kleine stukjes als het ware “in-de-lucht” printen, maar daar zijn grenzen aan. Dan zal de slicer – binnen door de bediener vastgestelde grenzen – steunen meeprinten. Losse pilaartjes die na afloop verwijderd moeten worden. Uiteindelijk zal de 3D-printer het ontwerp letterlijk laag voor laag uitvoeren, nadat de slicer de plakjes heeft berekend en als opdrachten voor de 3D-printer klaargezet heeft. Om een idee te geven, de laagjes voor een proefprint van een kinsteun zijn zo’n eentiende millimeter dik. Een definitieve print, die mooier moet zijn, gaat met laagjes van 0,025 millimeter.

Naar de printer

Zo’n 3D-printer is eigenlijk vrij eenvoudig, het smelt een plastic draad en tekent vervolgens het ontwerp met een heel dun draadje gesmolten plastic dat meteen weer gekoeld wordt zodat het bijna meteen weer stolt. Dat tekenen vindt plaats op de bouwplaat, een volstrekt gladde en horizontale glasplaat waar het plastic op hecht.

De printer aan het werk

De printer aan het werk

Tijdens het tekenen wordt de printkop over de plaat heen bewogen, zodanig dat het ontwerp verschijnt als een héél dun laagje plastic. Dat heten de X- en de Y-assen. Natuurlijk is er ook een verticale beweging nodig: de Z-as. Daartoe wordt de hele bouwplaat in minieme stapjes naar beneden bewogen, elke keer als er één laag van de kinsteun helemaar gereed is. Al met al duurt het een uur of drie – of meer – voordat een proefmodel kinsteun gereed is en voorzichtig van de bouwplaat kan worden losgemaakt. En soms gaat het tijdens het printen fout, bijvoorbeeld omdat het te printen object te vroeg loslaat van die bouwplaat en een heel klein stukje opwipt. Dan is er na die uren printen slechts een massa aan fijne draadjes te vinden, een wolk van plastic die de recyclebak in moet.

Na het eerste proefmodel kunnen er aanpassingen gewenst zijn. Dat is makkelijker, dan hoeven er alleen minieme veranderingen in het ontwerp te worden aangebracht, waarna er een nieuwe print wordt gemaakt. De definitieve kinsteun wordt op dezelfde maniet gefabriceerd, maar dan met nog nauwkeuriger instellingen – zo’n afdruk duurt al snel een uur of acht.

En tot slot: de frees!

Vrees de frees niet!

Vrees de frees niet!

Behalve de 3D-printer is er ook een zogenaamde CNC-freesmachine, waarmee kinsteunen gemaakt kunnen worden. Dat CNC staat voor Computer Numeric Control, dat soort automatische freesmachines worden helemaal door de computer bestuurd. Die techniek is ouder dan die van de 3D-printer, maar komt pas de laatste jaren binnen bereik van kleinere bedrijven. De werking is volstrekt anders. Waar de 3D-printer het object laagje voor laagje opbouwt, daar snijdt de frees juist laagje voor laagje materiaal weg, zodat de uiteindelijke vorm overblijft uit wat eerst een blok hout was. Dat blok hout moet halverwege het frezen worden omgedraaid, want de CNC-freesmachine kan niet onder een stuk van het object komen. Maar de software verdeelt de opdracht keurig in twee stappen: boven- en onderkant. Als het omdraaien en weer vastklemmen maar precies genoeg gebeurd is de naad volstrekt onzichtbaar.
Ook de CNC-freesmachine, althans de software, kent weer heel veel verschillende instellingen. Het was een klus, om de juiste combinatie uit te puzzelen.

Reageren is niet mogelijk