Circular Material Testing for 3DP

In het project 'Circulair Materiaal Testen voor 3DP' (CMT) hebben partners HB3D en Bambooder samen met
de Digital Production Research Group (DPRG) van de Hogeschool van Amsterdam (HvA) onderzoek gedaan
naar de ontwikkeling van een toetsingsprotocol voor grootschalige 3D-printen (XL-3DP). Het doel van een
dergelijk protocol is het analyseren van de geschiktheid van nieuwe materialen voor XL-3DP met industriële
robots.
Voor HB3D (Robotic 3D Printing company) en Bambooder (ontwikkelaar en leverancier van biobased plastics)
bood dit onderzoek de mogelijkheid om hun kennis over XL-3DP te vergroten met nieuwe materialen. In het
Robot Lab van de HvA (thuisbasis van de DPRG) is een breed scala aan testprints uitgevoerd en is op basis
daarvan een gestructureerde aanpak ontwikkeld om de geschiktheid van een specifiek materiaal voor XL-3DP
te testen: een XL-3DP-protocol. Alle tests die tijdens het onderzoeksproject werden uitgevoerd, werden
gedocumenteerd en ingevoerd in een database toegankelijk voor onderzoekers en partners.
Het protocol is een stapsgewijze procedure die helpt bij het bepalen van de printerinstellingen. Het geeft
duidelijke instructies over welke parameters moeten worden aangepast om de kwaliteit van de print te
verbeteren, voor een specifiek materiaal. Het omvat het optimaliseren van zowel printer- als geometrieinstellingen.
Het protocol geeft niet alleen instructies over welke tests moeten worden uitgevoerd en hoe ze
moeten worden uitgevoerd, maar ook over hoe de gegevens in de database moeten worden ingevoerd en
geëvalueerd.
Toekomstig onderzoek zal zich concentreren op a) het uitbreiden van het protocol gegeven verschillende
technologische opstellingen voor printen (stationaire extrusie of op een printerkop gemonteerde extruder), b)
het verhogen van het aantal en de kwaliteit van op geometrie gebaseerde testvormen, en c) het mechanisch
testen van geprinte proefstukken. We voorzien ook het analyseren van de gegevens met behulp van machine
learning-algoritmen, waarmee we voorspellingsmodellen kunnen maken om de testcyclus sneller en
nauwkeuriger te doorlopen.

In het project 'Circular Material Testing for 3DP' (CMT) willen partners HB3D en Bambooder samen met de Hogeschool van Amsterdam (HvA) de geschiktheid beoordelen van verschillende circulaire materialen voor 3D-printen (3DP) met industriële robots, om een verdere verduurzaming van deze technologie te ondersteunen. Verschillende materialen zullen worden onderzocht en vergeleken op hun optimale printomstandigheden. Er zal een beoordelingsprotocol worden ontwikkeld om de materialen te beoordelen. Dit protocol introduceert a) specifiek ontworpen 3D-objecten die kunnen helpen bij het demonstreren en vergelijken van printcapaciteiten; b) specifieke tests om de mechanische eigenschappen van het materiaal te bepalen en c) circulaire experimenten om de 3DP-levenscyclus van deze materiaalstromen te controleren (d.w.z. de mogelijkheid om opnieuw te printen met het materiaal van een oude print). Alle resultaten zullen op een uniforme en uitgebreide manier worden gepresenteerd om de norm te stellen voor toekomstige tests en om ontwerpers / producenten te ondersteunen bij het selecteren van materialen voor Robot 3DP-toepassingen.
Onderzoek wordt uitgevoerd door de Digital Production Research Group van het Centre of Expertise Urban Technology, samen met bovengenoemde partners, die leveranciers zijn van biobased plastics (Bambooder) en Robot 3DP toepassen (HB3D). De ontwikkelde tests zullen worden toegepast op standaard, fossiel polymeermateriaal, en vervolgens op twee nieuwe, circulaire materialen voor 3DP, geleverd door Bambooder en HB3D (die circulaire printmaterialen van DSM gaat leveren).
Het project werkt toe naar een standaard beoordelingsprotocol (inclusief circulariteit) dat de acceptatie van nieuwe materialen voor 3DP kan vergemakkelijken. Een dergelijk protocol biedt materiaaleigenaren nieuwe kansen om hun specifieke afvalstromen te upcyclen.
CMT is een belangrijke en gewenste stap richting industrieel 3D-printen met circulaire materialen, dat bijdraagt aan de ontwikkeling van slimme industrie en circulaire economie, beide relevant voor de maatschappelijke uitdagingen zoals opgenomen in de nationale Kennis- en Innovatieagenda voor wetenschap en technologie.