Na drie jaar wordt de eerste fase van FabLab Enschede succesvol afgesloten. Met dit fraaie boekje (ontwerp door Karin Voortman-Overbeek) wordt teruggeblikt op een stormachtige start die mede mogelijk is gemaakt door de gemeente Enschede, de provincie Overijssel en Saxion. Met interviews en voorbeelden wordt een beeld gegeven van wat het FabLab Enschede gedaan en bereikt heeft en hoe het na deze eerste fase verder wil.
MULTIFILE
Hout is een veelgebruikt duurzaam (bouw)materiaal met belangrijke ecologische voordelen: Het is hernieuwbaar en fungeert als CO2-opslag. Een nadeel van hout is echter dat het alleen met verspanende technieken (draaien, frezen, zagen) verwerkt kan worden, hetgeen veel houtafval veroorzaakt. Daarbij wordt het afval en hout dat ongeschikt is als constructiemateriaal slechts ingezet in laagwaardige toepassingen of verbrand. Afgezien van het gebruik van houtvezels als filler materiaal bij 3D-printen van kunststoffen, wordt 3D-printen van hout(afval) nog niet toegepast, hoewel dit wel mogelijk is: Alle plantaardige materialen bevatten natuurlijke polymeren, lignine en cellulose, welke voor mechanische eigenschappen zorgen. Door deze polymeren uit plantaardige materialen te scheiden kunnen deze, met behulp van enkele additieven, in een thermoplastisch verwerkbaar materiaal worden omgezet dat extrudeerbaar is. Door de locatie van de extruder te manipuleren en hier laagsgewijs een object mee te maken ontstaat een additive manufacturing (AM) proces: een 3D ‘hout’printer! Naast materiaalefficiëntie biedt AM unieke voordelen, namelijk grote vormvrijheid en de mogelijkheid van seriematige enkelstuksproductie. Indien gecombineerd met de ontwerptechnieken parametrisch en topologische ontwerpen zijn vergaande optimalisaties van materiaalgebruik en productvariaties mogelijk. Met AM ontstaat zodoende een enorm nieuw spectrum van hoogwaardige toepassingsmogelijkheden voor hout(afval). In dit projectvoorstel wordt via de driehoek van ‘materiaal – proces – toepassing’ simultaan onderzoek gedaan naar: (1) Geschikte combinaties (blends) van cellulose en lignine om mee te kunnen extruderen; (2) Het ontwikkelen van een 3D-printproces en setup voor het verwerken van deze materiaal-combinaties; (3) Het identificeren van geschikte toepassingen. Geschikte toepassingen worden beïnvloed door materiaaleigenschappen en het printproces. Beide aspecten hebben ook onderlinge wisselwerking. Daarom wordt binnen casestudies van mogelijke toepassingen de onderlinge invloed integraal onderzocht. De doelstelling is daarbij om een werkende 3D ‘hout’printer met een werkend receptuur te ontwikkelen en de haalbaarheid van innovatieve, duurzame en voor de markt relevante toepassingen aan te tonen middels cases.
De recente doorbraak van 3D-siliconenprinten, is de productie-industrie flink aan het veranderen. In plaats van alleen kunststof, metaal en beton, is nu ook 3D-siliconenprinten mogelijk, iets wat voorheen lastig was door de ingewikkelde eigenschappen van dat materiaal. Dit geeft nieuwe kansen en mogelijkheden, zo ook in de (maak)industrie. Royal Kaak, een grote producent van bakkerijmachines in Terborg, gebruikt in industriële bakkerijen robotica en pick-&-place systemen om deegproducten efficiënt te verwerken. De ontwikkeling hiervan is essentieel omdat, zeker in Nederland, een gebrek aan goede werkkrachten ontstaat. Automatisering kan ervoor zorgen dat productie in Nederland blijft. Hierbij worden siliconen grippers gebruikt, maar de commercieel beschikbare grippers zijn in slechts een aantal vormen en maten verkrijgbaar en voldoen vaak niet aan de specifieke eisen voor verschillende deegproducten. Eerdere experimenten met andere 3D-printtechnieken leverden te stugge grippers met een korte levensduur op. Siliconen 3D-printen biedt de mogelijkheid om zachte materialen in vrije vormen te maken en daarmee flexibele grippers. Royal Kaak ziet veel potentie in deze technologie voor niet-standaard grippers. Voor grote oplages kunnen ze dan kort alle iteraties middels de printer testen, waarna een specifieke mal besteld kan worden bij een siliconengietbedrijf. Voor kleinere oplages en speciale producten blijft 3D-printen de logische keuze. Naast Saxion en Royal Kaak sluit ook Oceanz aan in het onderzoeksteam. Oceanz is bekend om zijn 3D-print productiemogelijkheden, onder andere ook al voor de voedsel- en medische industrie. Oceanz werkt momenteel voornamelijk met harde kunststoffen, die ongeschikt zijn als soft-robotic gripper. Daarom is Oceanz erg geïnteresseerd in de voordelen die 3D-siliconenprinten kan brengen. Als er succes in dit project geboekt wordt, betekent dit een duurzame doorzetting van de productiemethode en een goede business case voor beide partners. De bevindingen zullen worden gedeeld in publicaties en mogelijk op conferenties. Het opgebouwde netwerk zal worden ingezet voor toekomstige samenwerking en onderzoek.
Hoe kan zorgvernieuwing structureel en efficiënt gerealiseerd worden door inzet van 3D-technieken en welke praktische medische vraagstukken worden hiermee opgelost? Dat was een vraag die voortkwam uit experimenten van MST (afdeling Radiotherapie) voor het KIEM-project ‘Zorgvernieuwing door de inzet van 3D’. Hierin is onderzoek gedaan naar state-of-the-art 3D-technieken in de zorg. Op basis hiervan is een roadmap ontwikkeld waarin de kansen voor MST zijn samengevat. Dit heeft MST-intern geleid tot intensieve discussies over de vraag HOE deze 3D-technieken gerealiseerd kunnen worden in de huidige workflow. Uit de roadmap is een selectie gemaakt waar 3D-technieken een duidelijke meerwaarde kunnen bieden, als deze goed geïntegreerd kunnen worden met de ontwikkelende workflow binnen het in het KIEM-project opgezette Medisch-3D-Printlab bij het MST. De uitdaging is enerzijds om 3D-printen succesvol te introduceren en implementeren in de bestaande workflow van verschillende afdelingen in het ziekenhuis, waardoor innovatie in de zorg plaatsvindt en de kwaliteit van deze zorg verbeterd kan worden. Anderzijds een volgende stap in de mogelijkheden van 3Dprinten te verkennen: combinatie harde-zachte materialen. Het MST, Saxion Lectoraat Industrial Design en FabLab Enschede slaan de handen ineen, samen de met nieuwe partners uit de regio Siemonsma Tandtechniek en LAYaLAY om 3D-technieken daadwerkelijk te implementeren binnen de complexe wereld van het ziekenhuis. Doel van dit project is drieledig: 1) Implementatie van nieuwe 3D-technieken uit de roadmap en deze te optimaliseren aan de hand van praktijkcasussen. 2) Het verkennen van kansen binnen verschillende medische disciplines alsmede nieuwe 3Dscan/ printtechnieken (combinatie van harde-zachte materialen). 3) Het bijeenbrengen van nieuwe kennispartners en andere specialismen om dit thema grootschalig uit te werken in een vervolgproject.
