Door de helder verlichte hallen van de 3D Systems fabriek in Rock Hill, South Carolina, staar ik naar vreemde en wonderlijke objecten. Een volledig functionerende gitaar gemaakt van nylon. Een kootje onderkaken bezaaid met afschuwelijk uitziende tanden. Het skelet van een walvis. Een vijfkleurig prototype op ware grootte van een schoen met hoge hakken. Speelgoedrobots. En wat lijkt op het gezicht van een menselijke foetus. “Dat is gemaakt van een echo”, vertelt Cathy Lewis, hoofd marketing van het bedrijf, schouderophalend.
Van dit verhaal
Deze verzameling voorwerpen heeft één kenmerk gemeen: Ze zijn allemaal “gedrukt” door machines die, volgens de instructies van digitale bestanden, laag na laag materiaal – metalen, keramiek of kunststoffen – samenvoegen tot de kenmerkende vorm van het object is gerealiseerd. Het proces heet 3D-printen (of additieve vervaardiging, in industrieel jargon) en als je er nog niet van gehoord hebt, heb je niet genoeg aandacht besteed aan de vele ademloze nieuwsberichten en technologieblogs, of aan president Barack Obama, die in zijn meest recente State of the Union verklaarde dat 3D-printen “de mogelijkheid heeft om de manier waarop we bijna alles maken revolutionair te veranderen.”
Hoewel veel mensen nu pas over de technologie horen, gebruiken ingenieurs en ontwerpers al bijna drie decennia grote en dure 3D-printers voor het maken van snelle prototypen van onderdelen voor lucht- en ruimtevaart-, defensie- en automobielbedrijven. In de loop der jaren is de digitale ontwerpsoftware echter volwassener geworden, zijn scanners alomtegenwoordig geworden en zijn betaalbare desktopprinters binnen het bereik gekomen van startende ondernemers, scholen en thuisknutselaars. Technologen verkondigen luidkeels dat 3D-printen het ontwerpen zal democratiseren en ons zal bevrijden van de hegemonie van massaproductie.
Maar het feit dat ieders ideeën vorm kunnen krijgen, betekent niet noodzakelijkerwijs dat ze dat ook moeten doen – een idee dat me opviel in de lobby van 3D Systems, waar ik plank na plank zag van wat sommige mensen heel hard proberen niet te omschrijven als goedkope plastic rommel: felgekleurde miniatuurvazen, telefoonhoesjes, sieraden, poppen en, onvermijdelijk, schedels. (Op slechts één 3-D filesharing site vond ik 101 ontwerpen voor doodshoofdringen en -hangers). De maker van deze lobby tchotchkes? De Cube, gefabriceerd door 3D Systems.
“Dit is onze consumentenstrategie,” legt Lewis me uit, wijzend naar een groep roze, turquoise en limoengroene printers. De Cubes zijn zo groot als een Mr. Coffee-machine, glanzend en glad, en hebben een aan-uitschakelaar, een poort voor een thumb drive en een prijskaartje van $ 1.299. De Cubes maken objecten door middel van een materiaalextrusieproces, waarbij een printkop dunne lagen gesmolten plastic op een platform deponeert en stapelt. Het proces begint wanneer gebruikers hun digitale ontwerp in de Cube laden, waarvan de software hen helpt hun model te vergroten of te verkleinen en automatisch ondersteunende structuren toevoegt als die nodig zijn. (De steunen zijn gemaakt van hetzelfde plastic als de machine print, en ze komen los). Dan “snijdt” de Cube het digitale object in micron-dikke horizontale lagen, waardoor een blauwdruk ontstaat die de printkop zal volgen, bewegend op x- en y-assen.
De Cube kan objecten in 16 verschillende kleuren maken, maar kan slechts één kleur per keer printen (geen cartridge wisselen midden in de print). Om een speelgoed robot of een schedel ring in meer dan een kleur tijdens een enkele afdruk te maken, moet u een CubeX Duo, die meer dan twee keer zo veel kost, maar heeft twee printcartridges die automatisch kleuren uit en aan – een grote sprong voorwaarts in de ogen van desktop afdrukken liefhebbers.
Waarschijnlijk mijn ambivalentie ten opzichte van dit apparaat aanvoelend, leidt Lewis me een met glas omgeven productieruimte in om de grote kanonnen van het bedrijf te zien: een stel koelkast-grote machines met kleine ramen aan de voorkant en omringd door monitoren, toetsenborden en CPU’s. Elektrische kabels slingeren boven het hoofd, stofzuigers zijn alomtegenwoordig en de vloer is glibberig van gepoederd nylon. Met mijn ogen dichtgeknepen en beschermd tegen de schittering staar ik door het kleine raampje van een stereolithografiemachine, waarin een vat gevuld met een lichtgevoelig polymeer herhaaldelijk door een laser wordt bestraald, waardoor een chemische reactie op gang komt die een dunne laag van de stroperige donkerblauwe vloeistof doet uitharden. Seconden gaan voorbij, horizontale bliksemflitsen en een wisser verdeelt een nieuwe laag van de hars.
Elke laag is 50 micron dik, wat gelijk is aan een twintigste millimeter. (Hoe dunner de lagen, hoe fijner de resolutie en hoe scherper de details.) Het afgewerkte object stijgt op terwijl het bouwbed, of platform, zinkt. Wat produceerde deze printer, die 170.000 dollar kost? Lewis raadpleegt een monitor en vermoedt dat het juwelen zijn, een ring met een ingewikkeld ontwerp. Ik merk op dat het een hoop machines zijn om een kerstbal te maken, maar Lewis verzekert me dat technici meestal meer dan één kerstbal tegelijk maken.
Ze laat me een andere machine met venster zien. Deze keer is de kuip niet gevuld met donkerblauwe vloeistof, maar met wit nylonpoeder. Een wisser strijkt het oppervlak van de kuip glad, waarop een laser lichtjes de contouren van vier ringen en een miniatuur boemerang etst door het poedermateriaal samen te smelten (een proces dat sinteren heet). De wisser veegt nogmaals, de vormen worden uitgewist, de laser flitst, en een nieuwe laag ringen en een boemerang worden gesinterd. Op de monitor is te zien dat dit project 15 cm hoog is na 26 uur sinteren, met nog vele uren te gaan. De “onthulling” zal pas komen als het overtollige poeder is uitgegraven en het product is opgegraven. Misschien is het een drone, misschien is het een afgietsel voor een motorblok. Lewis kan het niet zeggen (het is zeker geen boemerang). Maar ze weet dat dit onderdeel net zo duurzaam zal zijn als het traditioneel vervaardigde onderdeel dat het vervangt.
Mijn rondleiding eindigt waar hij begon, tussen de plastic robots en telefoonhoesjes. In twee uur tijd is de geschiedenis van additieve vervaardiging voor mijn ogen voorbijgetrokken, beginnend met technische toepassingen en eindigend in huizen en kantoren – niet anders dan het traject van computers en laserprinters. Met de mogelijkheid om dergelijke objecten op verzoek na te maken of te creëren, zegt Dale Dougherty, uitgever van het tijdschrift Make – een onderdeel van de ontluikende DIY “Maker Movement” die maatwerk boven handelswaar verkiest – is de 3D-printer “Wal-Mart in de palm van je hand.”