Column —

Detrending 3D

Ed van Hinte

Als ik iemand vertel dat ik belangstelling heb voor lichtgewicht bouwen, is op dit moment de klakkeloze reactie dat je nu gebouwen kunt printen. Ergerlijk, want dat is geen doel maar een middel, dat niet voor alles geschikt is.

Still uit de film The man who prints houses - Marc Webb & Jack Wake-Walker
Still uit de film The man who prints houses – Marc Webb & Jack Wake-Walker

Het is natuurlijk prachtig dat een nieuwe techniek furore maakt. Na een jaar of vijftien knokken tegen de kosten is printen in drie dimensies nu toegankelijk voor iedereen. Zo’n apparaat dat van gesmolten druppeltjes plastic voorwerpen aan elkaar spettert kost bijna niks meer. En er zijn bedrijven die gemailde digitale modellen op bestelling materialiseren en opsturen.

Het is tekenend voor het ontwerpwezen dat zo’n verschijnsel dan toch weer moet leiden tot het geloof dat alles overal binnenkort alleen nog uit zulke apparaten dendert, van kantoorgebouw tot kersentaart, en van outfit tot ameublement.  Dat versluiert de nuance. Zo simpel is het namelijk niet. Veel objecten en zeker gebouwen zijn met reden samengesteld uit onderdelen van verschillende materialen. En materialen zijn niet alleen maar optelsommen van aan elkaar gesmolten korreltjes. Je komt wel een aardig eind met vorm. En het combineren van verschillende grondstoffen is in ontwikkeling. Er zijn evenwel meer eigenschappen die kwaliteit bepalen en vaak kun je niet zonder klassieke processen om te maken wat je nodig hebt. Staal bijvoorbeeld is ijzer met koolstof en fracties van andere metalen. Dat heb je in allerlei variëteiten die je niet kunt maken zonder vervorming, verhitting en afkoeling. Een stevige veer haal je niet uit een printer. Sterke kunststof vezels gaan ook niet, want dat is een kwestie van het ordenen van lange moleculen. Weefsels kun je namaken met de printer, maar dan is weven zelf handiger en sneller.

Niet dat je niks met vezels kunt. ‘Fibre steering’ heet de nieuwe technologie, waarbij een robot een kant-en-klare hoogwaardige vezel van de haspel trekt, in kunststof hult en keurig op zijn plaats drapeert: gewapend printen. Je zou haast vergeten dat de nu meest populaire vorm van 3D-printen, met aan elkaar laten koeken van gesmolten kunststof of metaal (Selective Laser Sintering of SLS), er een van een reeks verwante principes is.

Rond 1995 dook eerst stereolithografie op, met vloeibare harsen die hard worden onder invloed van een UV laser. Deze speciale eigenschap is meteen de beperking. Je kunt zulke kunststoffen hooguit wat harder of zachter maken. De chemische samenstelling ligt vrijwel vast.
Het meest belovend in termen van kostprijs was aanvankelijk een techniek waarbij een laser of een waterstraal uit een vel materiaal vormen snijdt die op elkaar worden geplakt. Daar hoor je nu niet zoveel over, maar het gebeurt in het groot in de vliegtuigbouw, vooral bij het op elkaar lijmen van voorgevormde flinterdunne platen aluminium tot panelen. Dat gebeurde al eerder dan het moment waarop 3D-printen van zich liet weten.

Het geeft de essentie aan van de technologie: opbouwen van materialen in plaats van weghalen wat overbodig is. Zo bekeken zijn er nog veel oudere principes die je to 3D-printen kunt rekenen. Bij het anodiseren van aluminium bijvoorbeeld, een allang ingeburgerd elektrochemisch proces om het metaaloppervlak te beschermen tegen oxidatie of geschikt te maken voor lijmen, groeit op de huid aluminiumoxide in een superfijn honingraatpatroon, met tientallen miljoenen cellen per vierkante millimeter. Achteraf blijk je dat als een nanotechnologische vorm van 3D-printen te kunnen opvatten.
Anodiseren verloopt snel, want het gaat daarbij om uiterst dunne laagjes. Snelheid en hoeveelheden zijn belangrijk in de afweging of 3D-printen zin heeft in vergelijking met andere productiemethoden. De voordelen van flexibiliteit en complexiteit, die voortkomen uit het direct vertalen van een digitale definitie in een tastbare vorm, hebben niet altijd recht van spreken. Als je snel veel van hetzelfde wilt maken – dat houdt echt niet op -, ben je vaak beter af met klassiekers als gieten, vouwen, smeden, knippen en lassen.

Flexibiliteit en complexiteit zijn dan ook de verkopers van 3D-printen bij uitstek. Je kunt met luttele swipes op je tablet printenobjecten veranderen en het hoort bij de technologie dat je in één keer complete mechanismen, onmogelijke vormen en ontoegankelijke holtes kunt maken. In combinatie met een 3D-scanner – daar bestaat al een app voor – is het vrij simpel om een schaalmodel van je lievelingspaard te printen.
Het is interessant om te volgen hoe het 3D-printen zich vestigt. Ontwerpers hebben hierbij de neiging overspannen inschattingen te maken (zie de animatie ‘Full Printed” van Nueveojos). De schok van het nieuwe leidt tot discussies en symposia over ‘de rol van de ontwerper’. Hier valt tegenstrijdigheid op tussen verwachtingspatronen. Sommige creatieven zien een mooie kans voor iedereen om zijn eigen spullen te produceren. Ze zien zichzelf als procesbegeleider. Andere vinden dat vooruitzicht doodeng omdat ze denken dat goed geoutilleerd amateurisme binnenkort hun eigen praktijk zal verzwelgen.

Er is een mooi Engels woord voor zulke vertekende visies: ‘macromyopia’. De vertaling zou zoiets lelijks kunnen zijn als ‘grootschaligheidsbijziendheid’. Het betekent overschatting van gevolgen van iets op de korte termijn en onderschatting op de lange. Beide groepen ontwerpers maken de fout dat ze denken dat iedereen ervan droomt zelf zijn eigen wereld te scheppen. Dat is niet gebleken. Er is een sterke voorkeur voor kant- en klaar kopen. Nadenken is niet geliefd. Het is niet voor niets dat modelbouw het als hobby vrijwel heeft afgelegd tegen de aanschaf van compleet werkend speelgoed, voor een krats. Doe-het-zelven is eerder een manier om te besparen dan om te verbeelden.
Geld geeft de grens aan, samen met onmiddelijke beschikbaarheid. Voor zover printen goedkoper is dan het alternatief maakt het een kans. Maar dan zal de technologie zich ook moeten ontworstelen aan de rol van ‘coole’ gimmick. Tussen 1980 en 1985 schaften consumenten gretig ‘homecomputers’ aan die snel achter in de rommelkast verdwenen omdat het gedoe bij lange na niet opwoog tegen de voordelen. Toch heeft iedereen nu een stel computers in gebruik. Wat 3D-printen over tien jaar is laat zich niet voorspellen. De 3D-printstress onder ontwerpers zal wegebben. De confrontatie met de werkelijkheid is nog maar net begonnen.