Een 3D-geprinte tand, kies of kroon? In de toekomst is het de normaalste zaak van de wereld. Duits econoom Klaus Schwab voorspelt zelfs dat ontwikkelingen in 3D-techniek de vierde industriële revolutie veroorzaken. Green PAC, initiatief van Stenden hogeschool en Hogeschool Windesheim, focust zich al langere tijd op het ontwikkelen van nieuwe en duurzame materialen voor 3D-printen.

Binnen Green PAC wordt kennis en innovatie ontwikkeld, gerealiseerd en gefaciliteerd. Niet alleen door de hogescholen, maar juist in samenwerking met bedrijven en producenten. Samen met hen werkt Green PAC aan praktijkgericht en toegepast onderzoek. Zo ook op het gebied van 3D-printen. Jan Jager, lector Duurzame kunststoffen bij Stenden hogeschool: ‘Bedrijven geven bij ons aan wat ze interessant vinden en graag willen weten, en de studenten gaan op onderzoek uit. De kennis die ze daarbij opdoen, wordt vervolgens ingezet bij de ontwikkeling van een product.’

Vooruitstrevende techniek
De 3D-techniek maakt het makkelijker en goedkoper om eenmalig een uniek product te maken. Van de medische wereld tot de entertainment industrie, binnen elke sector is deze techniek toepasbaar. Volgens Jager komen er steeds meer functionele toepassingen. ‘Tegenwoordig moet je tijdens een hockeywedstrijd verplicht een bitje dragen. Vanuit die gedachte zijn we, samen met o.a. 3Dmouthguard en Dentalair mondbeschermers aan het ontwikkelen voor de hockeyclub Bloemendaal. Nu is het namelijk nog zo dat elk bitje persoonsgebonden is en zeer prijzig om te laten maken door een tandarts. Juist hier biedt de 3D-techniek een ideale oplossing. Een 3D-scanner scant nauwkeurig het gebit, deze scan wordt doorgestuurd naar een computer, die een negatief van het gebit maakt, dat vervolgens met geschikt elastisch materiaal wordt geprint op een 3D-printer.’

Uitvinden van nieuw materiaal
Wel zijn er de komende jaren nog genoeg uitdagingen te overwinnen. Zo hebben de huidige 3D-printers nog niet altijd de eigenschappen die de bestaande techniek wel heeft. 3D-printers werken op dit moment bijvoorbeeld nog maar met een beperkt aantal materialen. Dit is een van de speerpunten van Jager: ‘De grondstoffen die wij gebruiken voor de ontwikkeling van kunststofdraden (het printdraad voor een 3D-printer) zijn duurzaam en biologisch afbreekbaar.’

Zo wordt veel gebruik gemaakt van polymelkzuur (PLA) dat zeer geschikt is voor 3D-printen. ‘Nadeel is wel dat de producteigenschappen van PLA niet altijd overeenkomen met de eisen die een producent aan het te printen product stelt. Binnen Green PAC zoeken we daarom naar nieuwe grondstoffen die ook geschikt zijn om mee te printen en die de verschillende vragen en eisen uit de markt beter bedienen. Zo verkennen we op dit moment hoe je natuurlijke vezels als hout en gras kunt mengen in biokunststoffen, zodat deze vervolgens gebruikt kunnen worden als basis om mee te printen.’

Jong geleerd, is oud gedaan
Onderwijs is een belangrijk onderdeel van Green PAC. ‘Om techniekonderwijs te promoten zijn we onlangs samen met de provincie Drenthe een leuk project gestart (3DKanjers), waarbij 3D-printen wordt geïntroduceerd in het basisonderwijs. Met dit project leren kinderen van groep 7 en 8 om zelf een 3D-printer in elkaar zetten. Vervolgens ontwerpen ze op een tablet hun eigen voorwerp in drie dimensies, en kunnen die daarna zelf printen,’ aldus Jager. ‘Tot nu toe zijn er in de provincie Drenthe al 263 scholen die meedoen en rolt het project zich inmiddels landelijk uit.’

Meer weten over 3D-printen? Op donderdag 22 september organiseren hogescholen Stenden en Windesheim vanuit het initiatief Green PAC de vierde editie van 3DprintEU in Emmen.