Al een tijdje wordt geëxperimenteerd met geprint voedsel. Lizette Oudhuis, lector Food Physics bij hogeschool Van Hall Larenstein vertelt er meer over.
MULTIFILE
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.
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.
Dit voorstel betreft een onderzoek naar de verschillen in zuiverheid tussen virgin kunststof en post-industrial en post-consumer kunststof-reststromen in relatie tot de inzet van deze materialen bij 3D printen. Thermoplastische kunststoffen zijn in theorie goed te recyclen en opnieuw te gebruiken, bijvoorbeeld in een 3D print proces. In de praktijk blijkt het echter een uitdaging om gerecycled filament te produceren dat geschikt is voor de huidige machine-eisen. De oorsprong van dit project ligt in de gedachte om niet het materiaal aan te passen aan de machine, maar de machine aan het materiaal en hierdoor het gebruik van kunststofrecyclaat in 3D-printen te vergroten. Alvorens dit te kunnen, is meer inzicht in de materiaaleigenschappen nodig. Het doel van dit project is dan ook om de verschillende samenstellingen van kunststof-reststromen in kaart te brengen en hoe dit zich vertaald in mechanische en esthetische kwaliteit ten opzichte van virgin materiaal en wat dit vraagt aan aanpassingen aan 3D printers om deze kunststof-reststromen te kunnen verwerken. Dit onderzoek is een eerste fase in een groter onderzoeksproject. Volgende fasen zullen zich toespitsen op het optimaliseren van productietechnieken voor het printen met gerecycled kunststof en het ontwikkelen van mogelijke toepassingen en bijbehorende circulaire business modellen. Aanleiding voor dit onderzoeksvoorstel is tweeledig. Enerzijds de ervaring van Cre8 dat 3D printen relatief veel kunststof restmateriaal oplevert in de vorm van mislukte prints, proefprints en prototypes met korte levensduur. Passend bij hun duurzame bedrijfsprofiel heeft Cre8 de behoefte om hun eigen reststroom en reststromen uit hun omgeving in te zetten in het productieproces. Anderzijds ziet Refilment zich geconfronteerd met de complexe samenhang tussen de samenstelling van kunststof-reststromen en zijn verwerkingsmogelijkheden (bijvoorbeeld extruder-diameter en verwerkingstemperatuur).
