carbon 3d

Carbon3D: de nieuwste 3D-revolutie?

Carbon3D, een start-up uit Californië, heeft een nieuwe golf van enthousiasme over 3D-produceren gegenereerd. Het bedrijf heeft ondertussen 41 miljoen miljoen dollar aan investeren binnengehaald via de gerenommeerde risico-investeerders Sequoia Capital en Silver Lake Kraftwerk. Als we de diverse nieuwsberichten mogen geloven, hebben zij de verbeterde versie van 3D-printen uitgevonden. Betere kwaliteit, meer mogelijkheden in materiaal en vooral veel sneller: 25 tot 100 keer sneller dan concurrerende systemen. Maar hoe revolutionair is dit systeem eigenlijk?

Carbon3D heeft de afgelopen twee jaar gewerkt aan een nieuwe technologie, genaamd California-based CLIP (Continuous Liquid Interface Production). Door middel van UV-belichting en zuurstof om vloeistof plaatselijk te verharden. De onderkant van het reservoir bevat een luchtdoorlatend venster waarmee het zuurstofgehalte in de vloeistof wordt geregeld. Dit venster maakt het ook mogelijk om patronen met UV-licht te projecten vanaf de onderkant. Zoals het bedrijf het zelf uitlegt: UV-licht bevordert fotopolymerisatie, terwijl zuurstof het remt. Door de balans tussen deze factoren nauwkeurig te regulieren, wordt het mogelijk om objecten te laten ontstaan uit vloeibare hars. Dit proces wordt door een geavanceerde software geregeld. 

Carbon3D

In deze versnelde video is te zien hoe de Carbon3D machine in recordtempo een balletje met een complexe structuur uit vloeibare hars maakt.

Inderdaad indrukwekkend!

Maar de vergelijking met andere 3D-productiemethodes moet wel genuanceerd worden.

Hoewel 3D-printen op vele verschillende manieren kan, kennen de meeste mensen de zogenaamde FDM (Fused Deposition Modeling) variant. Deze technologie wordt gebruikt in de meeste “thuis-printers”. Objecten worden opgebouwd door vast materiaal te smelten en deze laagje voor laagje op elkaar te stapelen. Deze vorm van 3D-printen is niet de snelste manier van produceren, maar is zeer populair doordat de machines qua prijs en gebruik toegankelijker zijn dan de meer industriële varianten van 3D-printen. Zo kunnen objecten ook opgebouwd worden uit poeders die door middel van lasers plaatselijk worden verhard (SLS oftewel Selective Laser Sintering-technologie). Met dergelijke apparaten is het mogelijk om veel meer objecten tegelijkertijd te produceren. Zo zijn er veel meer technieken om objecten laag voor laag op te bouwen, allen met specifieke voor- en nadelen. Sommige printers kunnen meerdere soorten materialen verwerken, waar bepaalde apparaten maar één type materiaal aankunnen. Daarnaast zijn er verschillen in “vormvrijheid”, dus hoe complex het ontwerp kan zijn om met een bepaalde type 3D-printer te fabriceren.

Materialen
Volgens Carbon3D kunnen vele verschillende polymere materialen gebruik worden met hun systeem. Zo kan de elasticiteit van de gemaakte objecten behoorlijk variëren. Het is natuurlijk niet zo, dat met deze machine alle materialen, bijvoorbeeld metalen, verwerkt kunnen worden.

Op onderstaande afbeelding wordt een vergelijking gemaakt, waarop te zien is dat het onderdeel dat met de CLIP-techniek is gemaakt, een constantere structuur bevat. Dit bewijst dat de positionering van het 3D-model niet zodanig invloed heeft op de kwaliteit van het object. Dit is met andere 3D-printtechnieken vaak juist wel cruciaal. Het is wel onduidelijk met welke 3D-printtechniek deze vergelijking is gemaakt.

carbon3d structuur

Snelheid
Carbon3D vergelijkt de snelheid van hun proces met verschillende 3D-printtechnieken in onderstaand schema.

Carbon3d snelheid

De CLIP-techniek heeft veel weg van de DLP (Digital Light Processing)-techniek, waarbij ook gebruik wordt gemaakt van UV-licht om vloeistoffen uit te harden. Uniek aan CLIP is, dat er slim gebruik wordt gemaakt van zuurstofregulatie om het proces te optimaliseren. Deze techniek wordt overigens niet behandeld in de grafiek hierboven.

Co-founder Joseph Desimone vertelt in een TED talk over de CLIP 3D Manufacturing technologie en de Carbon3D machine. Tijdens de lezing wordt deze live gedemonstreerd. Het bewijs is er, de snelheid van dit apparaatje is ongeëvenaard.

Conclusie
De CLIP-techniek is indrukwekkend qua snelheid en nauwkeurigheid. We kunnen zeker niet zeggen dat deze methode andere 3D-productietechnieken overbodig maakt, maar het is een veelbelovend systeem die we met nieuwsgierigheid zullen blijven volgen.