Inhoudsopgave Hoofdstuk 1, Inleiding ................................................................................................................................... 3 Hoofdstuk 2, Vragen en hypothese .............................................................................................................. 5 Hoofdvraag en deelvragen........................................................................................................................ 5 Hypothese ................................................................................................................................................. 5 Hoofdstuk 3, De 3D printer ........................................................................................................................... 6 Wat is een 3D printer? .............................................................................................................................. 6 Wat is er nodig voor 3D printen? .............................................................................................................. 8 Hoofdstuk 4, Hoe kom je aan een 3D ontwerp? ......................................................................................... 10 Een ontwerp van internet. ...................................................................................................................... 10 Zelf een ontwerp maken. ........................................................................................................................ 10 Hoofdstuk 5, De mogelijkheden van 3D printen......................................................................................... 12 Hoofdstuk 6, Een week bij Youmagine ....................................................................................................... 15 Inleiding................................................................................................................................................... 15 Ervaring ................................................................................................................................................... 16 Filmpjes ................................................................................................................................................... 17 Hoofdstuk 7, Filmpjes maken over 3D printen ........................................................................................... 18 Inleiding................................................................................................................................................... 18 Filmpjes maken ....................................................................................................................................... 18 Toekomst ................................................................................................................................................ 19 Hoofdstuk 8,Werktuigbouwkunde en 3D printen ...................................................................................... 21 De machine ............................................................................................................................................. 21 Gebruik.................................................................................................................................................... 21 Hoofdstuk 9, De stappenmotor .................................................................................................................. 23 Inleiding................................................................................................................................................... 23 De gelijkstroom elektromotor ................................................................................................................ 23 Brushless elektromotor........................................................................................................................... 24 Het ontwerp van de stappenmotor, variabele reluctantie motor .......................................................... 25 Hybridemotor.......................................................................................................................................... 26 Algemeen ................................................................................................................................................ 27 Verplaatsingskoppel................................................................................................................................ 28 1
Stepping .................................................................................................................................................. 29 Half stepping – dubbele fases. ................................................................................................................ 30 Ministepping ........................................................................................................................................... 31 Aansturing ............................................................................................................................................... 31 Positie bepaling ....................................................................................................................................... 32 Hoofdstuk 10, Conclusie ............................................................................................................................. 34 Woord van dank .......................................................................................................................................... 35 Bronnenlijst ................................................................................................................................................. 36 Algemeen ................................................................................................................................................ 36 Profieldeel ............................................................................................................................................... 36
2
Hoofdstuk 1, Inleiding Al enige tijd heb ik een lichte obsessie voor 3D printers. Het mooie aan een 3D printer vind ik dat het dingen kan maken die je op geen andere manier kan maken. Zo zou je bijvoorbeeld een werkende klok kunnen printen, in zijn geheel. Je zou dan wel het een en ander aan rest materiaal weg moeten halen, maar dat is slechts een detail. Het onderwerp van mijn eindwerkstuk was eerst het gebruik van waterstof voor transport, maar helaas is daar weinig informatie over te vinden en is het redelijk specialistisch. Een ander onderwerp wat mij al enige tijd interesseert is 3D printen. 3D printen stijgt snel in bekendheid en het biedt hele interessante mogelijkheden. Daarnaast is er veel over te vinden, omdat 3D printers veelal opensource zijn. Omdat 3D printen in het algemeen veel te breed is voor een eindwerkstuk heb ik een aantal specifieke onderwerpen gekozen die ik ga beschrijven. Om het verslag dicht bij mijzelf te houden heb ik er voor gekozen om in te gaan op de vraag wat voor mogelijkheden er voor mij zijn met een 3D printer. Deze vraag heb ik ingedeeld in verschillende deelvragen. Als eerst ga ik een beeld geven van wat een 3D printer nou eigenlijk is. Net zoals bij een gewone printer zijn er verschillende technieken om te printen. Bij 3D printen zijn er ook veel verschillende materialen om mee te printen. Om de 3D printer echt te kunnen begrijpen moet je natuurlijk ook weten hoe de 3D printer werkt. Omdat een 3D printer op veel verschillende manieren kan werken, ga ik de werking uitleggen aan de hand van de 3D printer die ik voor mijn eindwerkstuk gebruik. Om te kunnen printen met een 3D printer heb je meer nodig dan alleen een 3D printer, er zijn een aantal belangrijke dingen die je moet weten of moet hebben voordat je kunt gaan werken met een 3D printer. Je moet weten hoe de printer werkt en hoe je hem moet aansturen. Een van de benodigdheden voor het maken van een succesvolle print is een model om te printen. Je kan heel makkelijk modelletjes van internet plukken, maar je kan ook zelf een ontwerp maken. Omdat er nog best veel komt kijken bij het maken van een goed model heb ik besloten daar een apart hoofdstuk van te maken. Soms moet je je model namelijk helemaal aanpassen om het succesvol te kunnen printen. Wat natuurlijk heel interessant is om te weten is wat er allemaal mogelijk is met een 3D printer. Aan de hand van een aantal voorbeelden ga proberen een beeld te geven van wat voor geweldige mogelijkheden er zijn met de 3D printer. Wat ik hiermee wil laten zien is dat er eigenlijk geen grenzen zijn aan wat de 3D printer kan en dat er heel veel interessante en geweldige dingen geprint gaan worden in de toekomst. Een reden waarom de 3D printer mij zo erg aanspreekt is omdat de 3D printer een sterke link heeft met de vervolgopleiding die ik wil gaan doen. Volgend jaar studeer ik hopelijk werktuigbouwkunde aan de technische universiteit in Eindhoven. Een 3D printer is deels een 3
werktuigbouwkundige machine en de 3D printer kan heel waardevol zijn voor een ingenieur. Dus een blik in mijn toekomst en de rol die de 3D printer daarin gaat vervullen.
4
Hoofdstuk 2, Vragen en hypothese Hoofdvraag en deelvragen De hoofdvraag die ik mijzelf heb gesteld bij het maken van dit verslag is: -
Wat kan ik nu en in de toekomst doen met 3D printen?
De deelvragen die mij gaan helpen bij het beantwoorden van de hoofdvraag zijn: -
Wat is een 3D printer en hoe werkt deze? Hoe maak ik een 3D ontwerp? Wat is er nodig voor 3D printen? Wat zijn de mogelijkheden van 3D printen? Wat is de relatie tussen werktuigbouwkunde en 3D printen? Wat is een stappenmotor en waarom is deze belangrijk voor een 3D printer?
Hypothese Ik denk dat 3D printen voor mij nu een hele leuke hobby zou kunnen zijn. In mijn toekomst zal 3D printen waarschijnlijk een grotere rol spelen. Ik wil namelijk werktuigbouwkunde studeren en een 3D printer kan dan volgens mij heel handig zijn. Zowel tijdens mijn studie als daarna.
5
Hoofdstuk 3, De 3D printer Wat is een 3D printer? Voordat je echt kan begrijpen hoe een 3D printer werkt moet je natuurlijk eerst weten wat een 3D printer nou precies is. De naam suggereert het al, het is een printer die in 3D print. Dat is ook precies wat een 3D printer doet. Er zijn veel verschillende soorten 3D printers die printen met verschillende materialen en met verschillende technieken. Wat alle 3D printers gemeen hebben is dat ze in de basis hetzelfde werken. Elke 3D printer bouwt zijn print namelijk laagje voor laagje op. Voordat ik verder in ga op de werking van de 3D printer geef ik een kleine geschiedenis van de 3D printer. Wat we tegenwoordig 3D printen noemen heet ook wel ‘additive manufacturing.’ Additive manufacturing (AM) bestaat al ruim vijfentwintig jaar. In 1984 werd door de Amerikaan Chuck Hull de techniek stereolithografie, waarbij hij met behulp van UV-lasers fotopolymeren verhardde. Hij heeft toen ook het bestandstype .stl ontwikkeld. Dat wordt nog steeds gebruikt voor het aansturen van 3D printers. In 1990 werd het 3D printen met plastic filament gecommercialiseerd door Stratasys. Hun manier van 3D printen noemden ze Fused Depositing Modelling (FDM). Vijf jaar later werd het handelsmerk 3D printen in het leven geroepen, dat was de commercialisering van Z Corporation op een uitvinding van MIT. In het begin omschreef de term 3D printen eigenlijk alleen FDM. Tegenwoordig vallen daar alle technieken onder die een voorwerp laag voor laag opbouwen. De meeste 3D printers voor consumenten maken gebruik van de techniek Fused Filament Fabrication (FFF). Deze techniek is bijna geheel hetzelfde als FDM, maar omdat dat een merknaam is van Stratasys wordt de term FFF gebruikt. Bij fused filament fabrication wordt er een soort plastic kabeltje gebruikt dat dient als het materiaal om mee te printen. In de printerkop van de printer wordt het plastic verhit tot een specifieke temperatuur. Het plastic smelt en komt vast te zitten aan de laag. Om te zorgen voor een goede binding en een goede print word het plastic direct weer afgekoeld. Zou dit niet gebeuren is er 6
de kans dat het plastic gaat hangen of niet op de juiste plek blijft. Met een of meerdere ventilatoren wordt er gezorgd dat het afkoelen snel genoeg gaat. Het grootste verschil tussen FDM en FFF is dat FDM een professionele manier van produceren is, de materialen zijn iets anders en de printers vaak veel groter. FFF is echt de manier van printen voor de hobbyist, het is goedkoper en gaat veel sneller. Deze technieken zijn de meest bekende manieren om te 3D printen. Een veel gebruikte andere techniek is het 3D printen met stof, de naam daarvan is niet zo belangrijk. Er wordt een laagje stof op het bouwplatform gelegd en met een laser word de stof op de juiste plekken hard gemaakt. Een print wordt zo laagje voor laagje opgebouwd. Deze vorm van printen kan met verschillende materialen, waaronder plastic en metalen als aluminium en roestvrijstaal. De 3D printer die ik voor mijn eindwerkstuk gebruik is de Printrbot Simple. Dat is een eenvoudige printer die gebruik maakt van Fused Filament Fabrication. Hij heeft een bouw volume van 10*10*10 centimeter, een liter. Ik leen de printer van een leraar bij mij op school. Hij heeft de printer al wel in elkaar gezet, maar heeft er nog nooit mee gewerkt. Voordat ik kan gaan printen moeten er eerst nog een paar dingen gebeuren. De beweging van x en de y richting moeten even goed vastgemaakt worden. En het bouwplatform moet overal op de juiste afstand van de pint spuit zitten. Bij een 3D printer zoals degene die ik gebruik zijn er een paar dingen belangrijk. De printer moet goed kunnen bewegen in de x-, y- en z-richting. De afstand tussen het bouwplatform en de print spuit moet goed zijn, is de afstand de groot dan plakt de eerst laag niet en mislukt je print, is de afstand de klein dan wordt het plastic als ware uitgesmeerd en krijg je het bijna niet van het platform af als de printer klaar is. De Printrbot Simple heeft geen verwarmd bouwplatform. Dit betekent dat er een speciale tape nodig is die zorgt dat de eerste laag goed pakt. De beweging in de x- en y-richting wordt veroorzaakt door een stappenmotor die met een touwtje het bouwplatform heen en weer beweegt en een andere motor die de printerkop naar voor en naar achter beweegt. Beide touwtjes zitten op twee punten vast aan het te bewegen deel van de printer en zijn twee keer om een spoeltje op de motor gewikkeld. Schuurpapier op het spoeltje zorgt er voor dat er voldoende grip is op het touwtje. In mijn geval moeten de touwtjes op spanning gebracht worden, anders is er te weinig grip en slipt de motor ten opzichte van het touwtje, dat zou een print in een keer verpesten. 7
Om mijn 3Dprinter te kunnen besturen heb ik het aansturingsprogramma geïnstalleerd dat de makers van Printrbot aanraden. In hoofdstuk drie ga ik verder in op de werking van het programma. Na het instellen van de beweging in de x- en y-richting heb ik de 3Dprinter aangesloten op mijn laptop. Het programma kon de printer vinden, alleen reageerde de printer op geen van de commando’s die ik gaf. Voordat een 3Dprinter op de commando’s van een computer kan reageren moet er software op het printbord van de printer geïnstalleerd zijn, deze software heet de firmware. Omdat ik twijfelde of dit wel was gebeurd heb ik Ynze gevraagd of hij dit al had gedaan. Het bleek dat hij de firmware nog niet had geïnstalleerd, dus dat moest nog gebeuren. Op het internet heb ik een goede handleiding gevonden voor het installeren van de software. Met deze handleiding heb ik de firmware geïnstalleerd en daarna heb ik nog een keer geprobeerd om de printer op de computer aan te sluiten. Nu verbond de printer zich echt met de computer, ik kon de temperatuur van de printspuit instellen, de ventilator aan en uitzetten en net zo belangrijk kon ik de printkop in alle drie de richtingen bewegen. De printer was klaar voor zijn eerste print… Helaas was het niet zo makkelijk, voordat ik kon gaan printen moest ik eerst nog blauwe tape aanbrengen en het printoppervlak overal op de juiste hoogte brengen. Om dat te doen had ik echter blauwe tape nodig en dat is hier in Nederland niet zo makkelijk te krijgen. Op internet heb ik gelezen dat het in de Verenigde Staten in bijna elke bouwmarkt te krijgen is, maar bij ons is dat helaas niet zo. Gelukkig hebben we in Nederland wel iets wat er heel erg op lijkt. Blauwe tape is eigenlijk gewoon schilders tape, dus dat is wat ik ga gebruiken. Het verstellen van de hoogte van de printkop gaat met vier schroeven op de hoeken van het platform. Als het platform overal ongeveer de juiste hoogte heeft moet de hoogte heel precies ingesteld worden. Dat is heel makkelijk te doen met een stukje papier. Je zet de printkop boven een hoek van het bouwplatform en houdt het papier er tussen. Dan schroef je het platform omhoog totdat er wat frictie ontstaat tussen het papier en de printkop. Je moet het papier nog wel heen en weer kunnen bewegen. Als je dit bij alle hoeken één of twee keer gedaan hebt is de hoogte goed afgesteld, dan ben je klaar om te gaan printen. Het gaar er om dat de plastic lijntjes niet helemaal uitgesmeerd worden, maar een klein beetje worden ingedrukt, waardoor ze goed verbinden met het lijntje waar ze tegenaan gelegd worden. Dit kun je op het oog nog een beetje finetunen.
Wat is er nodig voor 3D printen? Nu we weten hoe een 3Dprinter werkt kunnen we kijken wat er precies voor nodig is. Om te kunnen 3D printen heb je eigenlijk niet eens een 3Dprinter nodig en misschien nog wel belangrijker, je hoeft geen verstand te hebben van ingewikkelde CAD software. CAD 8
programma’s zijn de programma’s die gebuikt worden door professionals voor het ontwerpen van hun producten. Er bestaan nu simpelere programma’s die je zo onder de knie kunt krijgen, of je kunt heel eenvoudig een ontwerp downloaden van een van de platforms waar 3Dmodellen beschikbaar zijn. Er zijn ook al bedrijven die op hun website een aanpasbaar model aan bieden wat ze vervolgens voor je printen en naar je opsturen. Een bekend Nederlands bedrijf dat zo’n service aanbied is de Hema, daar kun je aanpasbare telefoonhoesjes en armbandjes laten printen. Ze hebben nu ook een 3D scanner waarmee je een beeldje van jezelf kan laten maken, al zijn die beeldjes redelijk aan de prijs vind ik. Als je wel graag zelf met een 3Dprinter aan de slag wilt, zijn er in Nederland verschillende fablabs waar je gebruik kan maken van 3D printers. Fablabs zijn plekken waar mensen met ideeën bij elkaar komen om ideeën uit te werken of om hun ideeën werkelijkheid te laten worden. Fablabs beschikken over veel verschillende machines zoals 3D printers en lasersnijders. Als je echt gefascineerd bent door 3D printen kun je uiteraard ook je eigen 3D printer kopen. Dan kun je kiezen uit veel verschillende modellen en merken. De bekendste merken zijn Makerbot, Ultimaker en 3D systems. Wanneer je een 3D printer gaat kopen moet je heel goed bedenken wat voor 3D printer je wilt en waarvoor je hem gaat gebruiken. Wil je bijvoorbeeld echt een hobby machine die je zelf in elkaar moet zetten, of wil een printer waarmee je gelijk aan de slag kan zodra deze uit de doos komt. Ook de techniek waarmee je wilt gaan printen is belangrijk om over na te denken. Wanneer je een model en een printer hebt moet je nog beslissen van wat voor materiaal je de print wilt gaan maken. Voor desktop 3D printers zijn PLA en ABS de meest gebruikte materialen. Beide zijn plastic soorten, maar de materiaaleigenschappen zijn verschillend. PLA is biologisch afbreekbaar, ABS is het materiaal waar legoblokjes van gemaakt worden. Als je een materiaal gekozen hebt ben je klaar om de printer te staren, dan duurt het alleen een paar uur en je print is klaar… Helaas duurt 3D printen behoorlijk lang, zeker als je grote voorwerpen print. Je kan je misschien voorstellen dat het zo lang duurt door het te vergelijken met een gewone printer die tussen de 300 en 600 pagina’s moet printen, dat duurt ook best wel even.
9
Hoofdstuk 4, Hoe kom je aan een 3D ontwerp? Een ontwerp van internet. Er zijn verschillende manieren om aan een ontwerp te komen om te gaan printen. Een makkelijke manier is om een ontwerp van internet te halen. Het mooie van de 3D print community is dat mensen graag hun ontwerpen delen. Er zijn dan ook verschillende websites waar je ontwerpen kan downloaden. Een voorbeeld van zo’n website is Youmagine. Op Youmagine worden van allerlei ontwerpen gedeeld. De meeste daarvan kun je gewoon downloaden. Op Youmagine kan je ook je ideeën delen waar je niet meer me verder komt of waar je graag hulp bij wilt. Er zijn meerdere platforms zoals Youmagine, er zijn dus heel veel verschillende ontwerpen om uit te kiezen. Voor het printen van deze ontwerpen heb je niet perse een eigen 3D printer nodig. De Nederlandse startup 3D hubs bied de mogelijkheid om in contact te komen met mensen die een 3D printer hebben. Op de website kun je een ontwerp uploaden. De website laat dan zien waar in jouw buurt iemand is die het ontwerp voor jou kan printen en wat dat gaat kosten. 3Dhubs zit over de hele wereld, dus waar je ook woont, er is altijd wel iemand in de buurt met een 3D printer. Voor mensen die een 3D printer hebben en hem niet constant gebruiken is het ook een hele handige manier om hun printer nuttig te maken en om er een beetje geld mee te verdienen. Je zal niet rijk worden van het printen voor 3Dhubs, maar je kan er misschien wel je filament van betalen en het is een mooie manier om mensen zonder 3D printer de kans te geven om een 3D print in huis te halen. Een andere manier om een ontwerp van internet te halen is door een bestaand model aan te passen, er zijn verschillende bedrijven die deze service aanbieden. Je hoeft dan ook geen 3D printer te hebben want het bedrijf print het aangepaste model dan ook voor je uit, helaas is dit natuurlijk niet gratis.
Zelf een ontwerp maken. Voor iedereen die een beetje handig is met de computer is het heel makkelijk om een ontwerp te maken. Tegenwoordig hoef je namelijk geen verstand meer te hebben van ingewikkelde en dure CAD software om een ontwerp te maken. CAD software is de software die gebruikt wordt door professionals om ontwerpen te maken. Er zijn nu heel veel programma’s die gratis en heel eenvoudig te gebruiken zijn. Een voorbeeld daarvan is Tinkercad. Tinkercad is een programma dat draait in je browser, je hoeft het dus niet te instaleren en je hebt overal toegang tot je 10
ontwerpen. Daarnaast is de opzet van Tinkercad heel eenvoudig. Je sleept standaard vormen het ontwerp in de je dan vervolgens aan kunt passen tot de grootte hoe je ze wilt hebben. Een ander makkelijk te gebruiken programma is 123D design. Hier heb je naast standaard vormen ook de beschikking over het trekken van lijnen. Op deze manier kan je in 2D een tekening maken die je vervolgens met een tool 3D maakt. Sketchup is een van de bekendste gratis 3D ontwerp programma’s. Het werkt heel eenvoudig waardoor het geen hoge instap niveau heeft. Wat veel mensen echter niet weten is dat je ontwerpen in sketchup kunt 3D printen, je hebt er wel een plug-in voornodig, maar die is eenvoudig te instaleren. Van de drie programma’s die ik hierboven heb besproken is Tinkercad verreweg de eenvoudigste in gebruik, maar zodra je een beetje door begint te krijgen hoe ontwerpen werkt en je wat gecompliceerdere dingen wilt gaan maken ben je er denk ik snel op uitgekeken. Dan zijn 123D design en Sketchup weer beter, ze bieden beiden net iets meer opties. Zelf gebruik ik Autodesk Inventor, dat is een CAD pakket. Het is van Autodesk, dat is ook de maker van 123D design. Ik gebruik Inventor, omdat de grote nauwkeurigheid mij goed bevalt. Het programma is lastiger om te gebruiken, maar de opties zijn vrijwel eindeloos. Het is ook niet voor niets professionele software. Normaal kost het programma enkele duizenden euro’s, maar Autodesk heeft een gratis studenten licentie van drie jaar, anders had ik het mij niet kunnen veroorloven. Een andere reden dat ik Inventor gebruik is dat ik voor mijn studie hoe dan ook met professionele software moet gaan werken, nu weet ik dus al een beetje hoe het werkt, dat maakt het op de universiteit gemakkelijker.
11
Hoofdstuk 5, De mogelijkheden van 3D printen Zoals al eerder is beschreven is 3D printen eigenlijk niks nieuws meer, het bestaat al zo’n 25 jaar. De 3D printer voor de gewonde consument is wel redelijk nieuwe en die bied een aantal hele leuke mogelijkheden. De 3D printers voor de consument zijn echter geen afspiegeling van de professionele 3D printers, er zit een wezenlijk verschil tussen de twee categorieën. De kleine 3D printers printen voornamelijk met plastic, terwijl de professionele 3D printers met heel veel verschillende materialen kunnen werken. In de vliegtuig industrie speelt 3D printen nu al een belangrijke rol. Met een 3D printer kun je voorwerpen maken die je op geen andere manier kunt maken. Dan hebben we het uiteraard niet over het printen van plastic, maar eerder over een materiaal als aluminium. Door zijn werking kan een 3D printer voorwerpen maken van aluminium en andere metalen die nooit uit een massief blok gefreesd kunnen worden. De onderdelen die een 3D printer maakt zijn lichter en sterker dan de traditioneel geproduceerde onderdelen. Naast aluminium kan er met veel meer metalen 3D geprint worden, bijvoorbeeld met goud, brons en roestvrijstaal. Er zijn zelfs 3D printers die met titanium kunnen printen. Met zo’n scala aan materialen om mee te werken kan echt bijna alles met een 3D printer worden gemaakt, van manchetknopen tot lichtgewichte auto onderdelen.
Niet alleen metalen en plastics kunnen gebruikt worden om te 3D printen, ook keramiek en voedingsmiddelen kunnen uit een 3D printer komen. Met een speciale printkop kan bijna elke desktop 3D printer worden gebruikt om etenswaren te printen. Je kan bijvoorbeeld printen met chocolade of met room.
3D printen heeft ook veel medische toepassingen. Er zijn al verschillende voorwerpen geprint die mensen enorm hebben geholpen. Zo heeft er iemand een 3D geprinte schedel kap gekregen en is iemands leven gered doordat met een 3D print van zijn hart het defect gevonden kon worden. Dit zijn hele handige toepassingen, maar het blijft 3D printen met anorganisch materiaal. In de medische wetenschap wordt veel onderzoek gedaan naar het printen met lichaamscellen. Het kan veel voordelen hebben om een orgaan voor iemand te maken met de cellen van die persoon zelf. Dat zou het donor probleem in een keer oplossen. Helaas is het nog niet zo ver. 12
Het printen met lichaamscellen is ingewikkeld. De geprinte cellen moeten zich gaan gedragen als het orgaan dat ze vormen. De Kunstenaar Markus Kayser heeft een zonne-3D printer gemaakt waarmee hij zand kon printen. De printer maakt gebruik van een aantal spiegels en lenzen die het zon licht concentreren en focussen op een plek. Op die plek wordt het zo heet dat je zand kan smelten. Door steeds een laagje zand te nemen en daar een figuur is te smelten kun je laagje voor laagje een voorwerp op bouwen. Eigenlijk werkt het op dezelfde manier waar veel 3D printers mee werken. Het gesmolten zand krijgt na het smelten een glas achtige structuur. De mogelijkheden voor zo’n printer zijn eigenlijk eindeloos en omdat de machine weinig tot geen elektriciteit nodig heeft en op zonlicht werkt kan hij heel goed worden ingezet in woestijnlanden. Dan zou je daar een hele makkelijke manier hebben om alledaagse gebruiksvoorwerpen te maken en met een kleine aanpassing zou je ook nog huizen kunnen printen. Het printen van huizen wordt ook steeds meer gedaan, in China zijn de eerste huizen al geprint. De printer maakt in dit geval de grove constructie. Dit breng veel voordelen met zich mee, zo wordt het bouwen veiliger en het gaat een stuk sneller. Een eventueel nadeel zou het verlies van banen zijn. Het neerzetten van een huis kost met een 3D printer maar ongeveer twintig uur. De Amerikaanse architect Andrey Rudenko heeft als eerst een klein kasteel geprint met zijn 3D printer. Zijn volgende project is het printen van een woonhuis van twee verdiepingen. De printer die hij gebruikt print met beton, de printer legt laag op laag beton neer. Het kasteel was bedoeld om zijn concept te bewijzen en om te leren wat goed werkt en wat verbeterd moet worden.
13
Een minder mooie kant van 3D printen is dat je er ook wapens mee kan printen. In de Verenigde Staten is er iemand die succesvol een pistool geprint heeft. Het pistool was volledig gemaakt met een 3D printer en was helemaal van plastic. Hierdoor kon er maar een keer mee geschoten worden, maar zelfs één kogel kan al veel schade aanrichten of kan iemand doden. Het verontrustende is dat het wapen geprint is op een 3D printer die voor iedereen beschikbaar is, een normale desktop 3D printer. Iedereen die wil kan dus een één schots pistool maken. Gelukkig is er ook een andere kant van 3D printen, een kant die mensen helpt om meer te kunnen. Er is een wereldwijd project, eNable, waarbij vrijwilligers bezig zijn om goedkope handprotheses te ontwikkelen. De protheses zijn voornamelijk voor kinderen, protheses zijn vaak duur en daarom is het niet rendabel om een kind een prothese te geven, een kind is er immers zo weer uitgegroeid. De protheses van e-Nable zijn goedkoop en makkelijk om te maken. Een kind kan dus gewoon een nieuwe prothese krijgen wanneer zijn vorige te klein is geworden. Hij kan er natuurlijk ook zelf een maken. De kinderen zijn altijd erg blij met hun prothese, in plaats van en gebrek hebben ze ineens iets speciaals. Daarnaast wennen ze aan het gebruiken van een prothese wat voor later ook erg handig is. De protheses zijn alles bij elkaar ongeveer dertig dollar, dat maakt te protheses ook heel geschikt voor armere landen en oorlogsgebieden, een 3D printer kun je immers vrijwel overal neerzetten. Er zijn ook al auto’s gemaakt met 3D printers, nog niet aan de lopende band, maar het laat wel zien wat er mogelijk is en dat is waar het nu om gaat. We zijn aan het ontdekken wat voor geweldige toepassingen 3D printers allemaal hebben. We hebben al heel veel ontdekt, maar er is nog veel meer. 3D printen veranderd langzaam de manier hoe we spullen maken, het bied zo veel nieuwe mogelijkheden. Het gaat denk ik ook veranderen wat voor dingen we maken en waarom we ze maken. Nu is het nog speciaal als je een 3D printer hebt thuis, maar dat was vroeger ook zo met de computer en de gewonde printer. Straks is een 3D printen niks speciaals meer, dan staat er in elk huis een 3D printer.
14
Hoofdstuk 6, Een week bij Youmagine Inleiding Om een verslag te kunnen schrijven over 3D printen moet je natuurlijk wel een aantal dingen weten. Er is veel te vinden op internet maar er is geen betere plek om over 3D printers te leren dan bij de makers er van. Ik heb op internet veel gezocht naar 3D printers en een merk dat ik ben tegengekomen is Ultimaker. Het bedrijf maakt twee modellen printers met allebei goede specificaties. Mijn eerste poging om bij een bedrijf stage te lopen mislukt, daar was geen plek. Omdat ik niemand kende binnen Ultimaker heb ik gewoon een mail geschreven, al dezelfde dag kreeg ik een reactie. Ze wilden mij graag een kans bieden en ik was van harte welkom. Een paar dagen later kreeg in een mail met de vraag of ik een keer langs wilde komen om kennis te maken. Ik heb vrij gevraagd en ben bij het bedrijf langs gegaan. Ik had de hele dag vrij gevraagd omdat het bedrijf op twee en een half uur treinen van mijn huis is, in Geldermalsen. Op het station in Geldermalsen werd ik opgehaald door een van de medewerkers. Eerst kreeg in een rondleiding in het gebouw, waar ik werd voorgesteld aan de medewerkers. Later die ochtend zou ik worden opgehaald om naar de Resurge and Development (R&D) afdeling te gaan. Daar zou ik mijn uiteindelijke begeleider ontmoeten. Na de rondleiding langs de verschillende afdelingen was er nog even tijd om een printje aan te zetten, dat kon ik dan meenemen als ik weer weg ging. Omdat ik mijn laptop bij mij had kon ik een van mijn eigen ontwerpers printen. Dat was een locomotiefje. Niet veel later werd ik opgehaald door Oliver van R&D, met zijn drieën liepen we naar het andere gebouw. Daar lunchten we mee met het team van R&D. Na de lunch kreeg ik een rondleiding door dit gebouw. Na de rondleiding van was mijn toekomstige begeleider terug van een evenement. We hebben afspraken gemaakt over wat ik zou gaan doen in mijn stageweek. Er was de keus uit twee projecten, het maken van een e-Nable hand of het maken van een whimhurst machine. E-Nable is een open course project wat gaat om het maken van hand protheses voor kinderen. Een whimhurst machine is een generator waarmee statische elektriciteit opgewekt kan worden. Het leek mij het leukst om een hand te maken omdat ik dan mee zou helpen aan een heel uniek project. Naast dat project mocht ik alles printen wat ik wilde, zolang de hand maar af kwam.
15
Ervaring Wat ik niet had voordat ik bij Youmagine was geweest was ervaring met 3D printen. Ik had wel wat gedaan met de 3D printer die ik geleend had, maar ik had nog niks geprint. Het eerste wat ik moest doen was het 3D printen onder de knie krijgen. Ik wist al hoe het programma werkte dat ik op mijn computer nodig had, daar had ik al wat mee geëxperimenteerd. De printers waar ik mee werkte hoefde je niet aan de computer te verbinden. Zoals ik al eerder heb beschreven en in een filmpje heb laten zien kun je het ontwerp vanaf je computer op een SD-kaart laden, de printer kan dan vervolgens vanaf de SD-kaart het ontwerp printen. Een voordeel hiervan is dat je je computer niet hoeft aan te laten staan om te kunnen blijven printen. Het eerste wat ik echt leerde was het bedienen van de printer, het instellen van de temperatuur van de printkop en van het bouwplatform en het vervangen van de blauwe tape, dat gaat snelle kapot dan je zou hopen, als je een perfecte print ondergrond wilt hebben moet je het bijna na elke print vervangen. Bij Youmagine had ik vier printers tot mijn beschikking. Twee Ultimaker 2’s die waren voor het printen van de hand, die gebruikten een speciaal plastic dat sterker is dan gewoon PLA. Door dat te gebruiken zou de hand sterker worden en langer mee gaan. Verder was er nog een Ultimaker 2 met gewoon PLA en een Ultimaker Original met PLA. Bij de Original, die geen verwarmd bouwplatform had, moest ik regelmatig de blauwe tape vervangen. Gelukkig heeft de Ultimaker 2 een verwarmd bouwplatform dus is de tape daar niet nodig. Bij de Ultimaker 2 moest je op het bouwplatform wel en beetje lijm aanbrengen zodat de eerste laag goed pakt. In het begin was het bij alle Ultimaker 2’s lastig om de juiste print temperatuur van de printkop en de juiste temperatuur van het bouwplatform te vinden. Dat zorgde ervoor dat er veel prints loskwamen van het platform en daardoor finaal mislukten. Bij twee printers was het zelfs zo erg dat er allemaal filament bij de verwarmer van de printer kwam waardoor het filament niet meer op de juiste temperatuur gehouden kon worden. Het was zo erg dat er een aantal onderdelen vervangen moesten worden, bij de eerste printer liet iemand zien hoe het moest, de tweede printer heb ik zelf gerepareerd. Op het moment dat we de juiste temperaturen hadden gevonden ging het printen vrijwel vanzelf. Vanaf dat moment slaagde vrijwel alle prints. Voor de hand die ik zou gaan maken hadden we de files gekregen en na de eerste dag was de hand al zo 16
ver af dat hij geprobeerd kon worden. Helaas bleek de hand veel te breed te zijn waardoor hij niet goed om de pols paste. Met nieuwe maten hebben we nieuwe files gemaakt waarmee we hopelijk een goede hand konden printen. Door het probleem met de printers mislukte een paar onderdelen waardoor het bijna vier dagen duurde voordat alle delen van de hand klaar waren. De grotere onderdelen zoals de handpalm deden er ongeveer achttien uur over om te printen en omdat ook niet alle vingers in een keer goed uit de printer kwamen duurde het gewoon een hele tijd. In de tijd die ik wachtte op de printers was ik met de Ultimaker Original kleine dingetjes aan het printen voor leerlingen die een lesje 3D printen hadden gekregen. Mijn begeleider had gevraagd of ik die wilde maken. De prints moesten namelijk opgestuurd worden daar de desbetreffende school. Daarnaast heb ik een aantal kunstvoorwerpjes en telefoonhoesjes geprint en ik kreeg de kans om mijn eigen ontwerp, een locomotiefje, te printen. Aan het einde van de week waren alle onderdelen voor de hand klaar en kon ik alles in elkaar gaan zetten. Bijna alles paste, bij een verbinding moest ik wat materiaal weg vijlen. Met de hele hand in elkaar moesten er nog touwtjes en elastiekjes in om de hand echt werkend te krijgen. De elastiekjes houden de vingers gestrekt en met de touwtjes kan je de vingers buigen als je de pols buigt, dat is een simpele en effectieve manier om een bruikbare prothese te maken.
Filmpjes Mijn stage begeleider opperde aan het begin van de week dat ik veel foto’s en video’s moest maken zodat ik veel documentatie zou hebben. Daaruit kwam het idee om filmpjes te gaan maken. In de tijd dat ik op de printers wachtte heb ik mijn eerste filmpje gemaakt, het was een heel simpel filmpje waar nog veel aan verbeterd moest worden, maar het was wel het begin van iets groters. Tijdens het maken van het filmpje kwam ik er achter hoe leuk ik het vond om filmpjes te maken. Na mijn stage ben ik nog een keer terug geweest bij Youmagine, ik heb nog wat geprint en we hebben wat afspraken gemaakt. Mijn stage begeleider had gevraagd ik filmpjes wilde gaan maken voor Youmagine. Voor mijn eindwerkstuk ben ik al begonnen met een eigen YouTube kanaal om extra uitleg te geven bij mijn hoofdstukken. Tijdens mijn stage heb ik veel geleerd over 3D printen, aan het begin van de week wist ik nog bijna niks en aan het eind van de week wist ik een hele hoop over de printers en hoe ze werken. Nu kan ik de juist instellingen vinden, basis reparaties uitvoeren en nog veel meer. Daarnaast heeft het mij geïnspireerd om filmpjes te gaan maken, ter aanvulling van mijn eindwerkstuk. 17
Hoofdstuk 7, Filmpjes maken over 3D printen Inleiding Het idee voor het maken van YouTube video’s is ontstaan tijdens mijn stage bij Youmagine. Daar heb ik als voorbeeld en als test een kort instructie filmpje gemaakt. Youmagine doet veel met scholen en daarvoor is lesmateriaal nodig. Van mijn stage begeleider kreeg ik de vraag of ik filmpjes wilde gaan maken, als les materiaal. Naast een mogelijke baan bood het maken van filmpjes nog een groot voordeel. 3D printen is een onderwerp waar veel mensen heel weinig over weten, alles wat je dan schrijft is lastig te begrijpen voor die mensen. Met video’s kun je heel makkelijk laten zien wat je bedoeld en de kijker kan zich echt een voorstelling maken van waar je het over hebt.
Filmpjes maken Mijn eerste filmpje heb ik gemaakt tijdens mijn stage. Op internet had ik een paar programma’s gevonden waarmee ik onder andere het scherm van mijn computer kon opnemen. Het filmpje duurde ongeveer twee minuten, het begon met een korte intro, daarna de instructies en een afsluiting. De intro en de afsluiting had ik gefilmd met mijn webcam en voor de instructies liet ik dingen zien op mijn scherm. Het resultaat was leuk, maar niet geweldig, de kwaliteit van de webcam liet te wensen over en er zaten een paar versprekingen en dergelijke in het filmpje. Desondanks had ik wel gemerkt dat ik het erg leuk vond om zo’n filmpje te maken. Omdat er plannen lagen om filmpjes te gaan maken als baantje heb ik een paar weken na mijn stage een camera gekocht, daarmee was het probleem van de slechte beeldkwaliteit verholpen. De eerste video die ik thuis maakte was een introductie voor mijn YouTube kanaal. Het filmpje duurde ongeveer een minuut, in die tijd leg ik uit waar mijn kanaal over gaat en wat je als bezoeker kunt verwachten. Over de kwaliteit van dit filmpje was ik een stuk positiever dan over het eerste filmpje. De beeldkwaliteit was goed en door wat knip en plak werk was het best een strak filmpje, zonder versprekingen en dergelijke. Het aanzienlijke verschil tussen de twee filmpjes was dat ik de eerste in een keer had geschoten, bij de tweede heb ik elke zin wel vier keer op drie verschillende manieren opgenomen. Ik liep vaak al vast bij de eerste paar woorden, dus dan begon ik weer opnieuw. Nadat mijn eerste video op YouTube stond heb ik wat research gedaan naar het maken van een goed kanaal. Mijn introductie filmpje heb ik ingesteld zodat die automatisch afspeelt als er 18
iemand op mijn kanaal komt en ik heb een profielfoto en een achtergrondfoto ongesteld. Het enige wat er toen nog miste waren meer video’s De tweede video die ik heb gemaakt voor op YouTube was een filmpje over e-Nable. E-Nable is een project dat protheses maakt voor kinderen en volwassenen met het gebruik van 3D printen. In het filmpje leg ik uit wat e-Nable is en waar je ze kunt vinden. In het filmpje heb ik de website en de google+ community van e-Nable laten zien en ik heb aangekondigd dat ik zou laten zien hoe je een prothese in elkaar zet en hoe die werkt. Ik had namelijk een prothese meegenomen na mijn stage. Omdat de filmpjes eigenlijk ter aanvulling van mijn eindwerkstuk moesten zijn ben ik begonnen met een serie over 3D printen. Het eerste deel gaat over het kiezen van een ontwerp. Ik laat de web applicatie van Hema zien, daar kun je zelf een armbandje of telefoonhoesje aanpassen en die print Hema dan voor je uit. Daarna gaat het over de Nederlandse startup 3D hubs. 3D hubs verbind mensen met een 3D printer met mensen die graag iets geprint willen hebben maar die zelf geen 3D printer hebben. Tegen een betaling kan je ontwerpen uit laten printen. Die ontwerpen kun je vinden op websites zoals Youmagine.com, waar mensen hun ontwerpen delen. Het tweede deel van de serie gaat over hoe je zelf een ontwerp kunt maken. Ik laat twee eenvoudige programma’s zien waar je dat mee kunt doen. Deel drie gaat over het voorbereiden van het printen, en deel vier is het printen zelf. Naast de filmpjes over 3D printen heb ik de filmpjes over e-Nable, het filmpje over het project, en twee video’s waarin ik de prothese in elkaar zet.
Toekomst Ik hoop dat alles rond komt met het maken van filmpjes voor Youmagine, daar heb ik heel veel zin in. Daarnaast ga ik denk ik een Engelstalig YouTube kanaal maken over 3D printen. Het is redelijk lastig om met 3D printen een groot publiek te bereiken, al helemaal in het Nederlands. Ik vind het jammer dat 3D printen nu voornamelijk wordt gebruikt door mensen die een technische baan hebben of door mensen die veel bezig zijn met het maken van spullen. Volgens mij kan 3D printen voor iedereen net zo interessant zijn en dat is wat ik wil gaan laten zien met mijn toekomstige YouTube kanaal. Omdat ik een zo groot mogelijke groep mensen wil bereiken moeten de filmpjes ook voor veel mensen interessant zijn. Mensen die niks hebben met 3D printen moeten er wat van kunnen leren. Dit wil ik bereiken door dingen te maken die mensen via 3DHubs zelf kunnen laten printen. In het filmpje komt dan een prijslijst met alle gemaakte kosten. Op die manier weten 19
de kijkers precies waar ze aan toe zijn. Een tweede onderwerp op het kanaal wordt om te laten zien wat mensen zoal maken. Er zijn hele leuke ontwerpen te vinden die veel mensen zullen aanspreken. Het doel van het YouTube kanaal wordt om 3D printen onder de aandacht te brengen bij een groot publiek. Alle onderwerpen moeten dus voor zo veel mogelijk interessant zijn. Door eens per week een filmpje te uploaden moet het een actief en interessant kanaal worden.
20
Hoofdstuk 8,Werktuigbouwkunde en 3D printen Een 3D printer is een machine waar je als ingenieur veel mee kan en het is een machine die is gemaakt door ingenieurs uit verschillende disciplines. Wat is nu precies de relatie tussen werktuigbouwkunde en een 3D printer.
De machine Een 3D printer is een machine die onder andere ontworpen wordt door een werktuigbouwkundige. De constructie heeft met werktuigbouwkunde te maken. De constructie van een 3D printer moet namelijk sterk genoeg zijn om de machine te ondersteunen. Er mag niks doorbuigen of breken omdat er te veel kracht op komt. Het materiaal moet dus zo gekozen worden dat de constructie sterk genoeg is om alles te kunnen dragen. Er wordt uitgerekend wat voor krachten er op het materiaal zullen komen en aan de hand van die berekeningen wordt het materiaal en de dikte er van gekozen. Onderdelen als de printkop en de filament aansturing zijn ook werktuigbouwkundige onderdelen. Het moet wel gezegd worden dat alles in samenwerking met de andere ingenieurs gedaan wordt, want alles in een 3D printer werkt nauwkeurig samen. Het ligt er heel erg aan om wat voor 3D printer het gaat hoeveel een werktuigbouwkundige precies doet.
Gebruik 3D printers zijn ook op een hele andere manier handig voor een werktuigbouwkundige. Een 3D printer kan namelijk heel goed gebuikt worden voor rapid prototyping. Dit houdt in dat er heel makkelijk en prototype gemaakt kan worden zonder al te veel werk. Een ontwerp kan heel makkelijk naar een 3D printer gestuurd worden en een paar uur later heb je dan een voorbeeld van je ontwerp. Dit maakt het veel makkelijker om in verschillende stadia van het ontwerp proces een prototype te maken, bijvoorbeeld om te laten zien waar aan gewerkt word, of om fouten in het ontwerp te ontdekken. Voor de 3D printer werd het maken van prototypen vaak uitbesteed waardoor het duur was en veel tijd in beslag nam. Er zal in die tijd gekozen zijn om een prototype te maken dat zo dicht mogelijk bij het definitieve ontwerp in de buurt kwam.
21
3D printen brengt ook nog iets heel anders op de tafel. Met een 3D printer kunnen er namelijk voorwerpen en objecten gemaakt worden die met geen enkele andere productie methode te maken zijn. Dit biedt de mogelijkheid om op een andere manier te gaan ontwerpen. Als ingenieur ben je niet meer beperkt tot het maken van voorwerpen die gegoten of gefreesd kunnen worden. Bij het ontwerpen van een product moet er nu rekening gehouden worden dat het product in grote oplagen geproduceerd wordt in een fabriek. Dat betekent dat sommige dingen uitgesloten zijn in een ontwerp, omdat het anders niet geproduceerd kan worden. De 3D printer kan dit helemaal veranderen. Zodra er genoeg mensen een 3D printer hebben kunnen er ontwerpen gemaakt worden die niet geschikt zijn voor massaproductie, maar die mensen thuis wel met hun 3D printer kunnen maken. 3D printen heeft de potentie om het werk van ingenieurs en de productie van objecten totaal te veranderen en overhoop te gooien. Tegelijkertijd bied 3D printen veel mogelijkheden en vernieuwingen.
22
Hoofdstuk 9, De stappenmotor Inleiding Voor een 3D printer is het belangrijk dat hij nauwkeurig kan werken. De bewegingen moeten op de micron (een duizendste van een millimeter) precies zijn, anders is het voor een 3D printer niet mogelijk om goede gedetailleerde prints te maken. Het element in een 3D printer dat zorgt voor deze precieze bewegingen is de stappenmotor. Een stappenmotor lijkt in de basis erg op een gewone gelijkstroom elektromotor. Het cruciale verschil is dat een gewone motor rondjes gaat draaien als er een spanning op wordt gezet, een stappenmotor werkt met pulsen, bij een bepaalde puls gaat de rotor (het ronddraaiende deel) onder een bepaalde hoek staan. Bij de meeste stappenmotoren zijn de 360 graden verdeeld in 24 of 36 stapjes van vijftien of toen graden. Doordat de stand van de rotor heel nauwkeurig is kan het positioneren van het onderdeel dat aan de motor vast zit ook heel nauwkeurig gebeuren. Dit geeft een 3D printer de enorme precisie die hij nodig heeft. De werking van een stappenmotor is tamelijk ingewikkeld. Voordat je de werking kan begrijpen moet je weten hoe een gewone elektromotor werkt.
De gelijkstroom elektromotor Een normale gelijkstroom elektromotor heeft veel toepassingen. De motoren zitten in vrijwel al het elektrische speelgoed en in dingen zoals een elektrische tandenborstel en keukenmachines. Een gewone elektromotor werkt op basis van magnetisme en een stroom/spanning die door een draad loopt. Wanneer een draad met een spanning loodrecht door een magnetisch veld gaat wordt er een mechanische kracht uitgeoefend op die draad. De kracht die wordt uitgeoefend heet de lorentzkracht. De richting van de Lorentzkracht is te bepalen met de linkerhand regel. Je vingers wijzen in de richting van de stoom terwijl je met de binnenkant van je hand de veldlijnen van het magnetisch veld opvangt. De veldlijnen gaan van de noord- naar de zuidpool van de magneet. De richting waar de duim op wijst is de richting van de lorentzkracht. De grootte van de kracht heeft te maken met het aantal windingen die door het veld gaan en met de sterkte van de stroom die door de draden gaat. Zodra de windingen een rechte hoek 23
maken met het magnetisch veld is de kracht in dezelfde richting gericht als de windingen. Dat noemen we het dode punt. Met behulp van een commutator draait de richting waarin de stroom loopt om zodra het dode punt bereikt is. Door de snelheid van de rotor wordt het dode punt overwonnen, tegelijkertijd draait de stroomrichting waardoor er weer een lorentzkracht in dezelfde richting op de rotor wordt uitgeoefend. Het nadeel van dit simpele voorbeeld is dat wanneer de wikkel bijna loodrecht op het magnetisch veld staat, de snelheid afneemt en weer toeneemt zodra het dode punt is overwonnen. Deze motor loopt dus helemaal niet met een constante snelheid. Dit probleem is makkelijk op te lossen door nog een wikkel toe te voegen die een rechte hoek maakt met de vorige wikkel. Als je deze wikkel apart opneemt in de commutator dan hoeft het dode punt niet overwonnen te worden omdat er van wikkel gewisseld kan worden. Hoe meer wikkels er worden toegevoerd, hoe beter en soepeler de motor draait.
Brushless elektromotor We weten nu hoe een gewone elektromotor werkt, maar daarmee zijn wij er nog niet. De volgende stap op weg naar een stappenmotor is de brushless elektromotor. Het grote verschil tussen een gewone elektromotor en een brushless motor is de commutator, die heeft een brushless motor namelijk niet. De rotor van een brushless elektromotor bestaat uit een permanente magneet. De stator, het vaste deel van de motor, bestaat uit een aantal elektromagneten. Die uit paren bestaan. Wanneer in het voorbeeld een spanning wordt gezet op een van de spoelen wordt het een magneet. Stel B1 vormt een zuidpool en B2 een noordpool dan wordt de noordpool van de rotor naar B1 getrokken en de zuidpool van de rotor naar B2. Wanneer de rotor bijna is aangekomen wisselen de magneten en dan wordt C1 een noordpool en C2 een zuidpool waardoor de rotor verder draait, hetzelfde gebeurd bij A2 en A1. Dan draaien de polen van de elektromagneten om Eerst was B1 een zuidpool, nu wordt het een noordpool, dit komt omdat de rotor 180 graden gedraaid is. Op deze manier, door de elektromagneten te laten wisselen van pool draait de rotor rond. Het nadeel hiervan is, is dat er telkens maar een magnetenpaar gebuikt wordt, de andere twee paren doen helemaal niks. Dit kan opgelost worden door nog een paar spoelen mee te laten werken, maar dan tegenovergesteld. Zoals de rotor staat in het voorbeeld zou B1 een zuidpool worden en B2 een noordpool. Als op hetzelfde moment van C2 een noordpool gemaakt zou worden en van C1 een zuidpool, dan zouden zij de rotor afstoten en op die manier bijdragen aan de rotatie. Op deze manier zijn er elk moment twee magneetparen in gebruik. Dit draagt bij aan de efficiëntie van de motor en 24
het vermogen dat geleverd kan worden. Om het snelle wisselen van de magneten voor elkaar te krijgen wordt er gebruik gemaakt van een sensor en een controller. De sensor meet de positie van de rotor en met die gegevens bepaald de controller welke magneten geactiveerd moeten worden. De controller stuurt als het ware pulsen die de spoelen tijdelijk magnetiseren, dit lijkt ook al een beetje op de werking van een stappenmotor. Een stappenmotor werkt namelijk ook met pulsen in plaats van een continue stroom.
Het ontwerp van de stappenmotor, variabele reluctantie motor De werking van de stappenmotor lijkt een heel klein beetje op de werking van een brushless elektromotor. Er wordt namelijk op soortgelijke wijze gebruik gemaakt van een permanente magneet en van elektromagneten. De motor werkt via het principe van magnetische weerstand, reluctantie.
In het voorbeeld is op een vereenvoudigde manier te zien hoe een stappenmotor werkt. Wanneer spoel 1 actief is wijst de rotor in die richting. Als spoel 2 geactiveerd wordt gaat de rotor zo staan dan hij precies tussen beide spoelen in wijst. Wanneer spoel 1 uit gaat staat de rotor in het verlengde van spoel 2. Dit werkt precies hetzelfde bij alle andere spoelen. De volgende stap is als spoel 2 en 3 allebei actief zijn en daarna alleen spoel 3. Zo kan de rotor helemaal rond. Op deze manier zijn de 360 graden die de rotor kan draaien verdeeld in 8 stappen van 45 graden. Dat is nog geen geweldige nauwkeurigheid, maar als je tussen de vier spoelen van het voorbeeld nog vier spoelen toevoegt heb je in eens stapjes van 22,5 graden, daar kan je al veel 25
meer mee. Je kan natuurlijk spoelen blijven toevoegen, dan zou je de stapgrootte steeds een beetje kunnen verkleinen totdat je de gewenste staphoek hebt bereikt. Met een kleine aanpassing kun je echter veel makkelijker een kleinere stapgrote bereiken. Door de rotor een kruis vorm te geven kunnen verschillende spoelen vaker gebruikt worden. Zoals in figuur 9.5 uit Electric Motors and Drivers te zien is. Spoel B wordt eerst gebruikt om een ander deel van de rotor aan te trekken. In het vorige ontwerp zou in dit geval spoel C het deel van de rotor met de pijl hebben aangetrokken. Op deze manier is de gemaakte hoek gemakkelijk te halveren. Op deze manier zijn er minder spoelen nodig wat de aansturing van de motor makkelijker maakt en is er op een eenvoudigere manier en kleinere stapgrootte te behalen.
Hybridemotor Het ontwerp van een hybridemotor leg ik uit aan de hand van een hybridemotor met een staphoek van 1.8 graden. Het voorbeeld komt uit Electric Motors and Drivers, hoofdstuk 9. Een hybride motor werkt op een iets andere manier dan een reluctantie motor. De rotor van een hybride motor bestaat ook uit een permanente magneet, deze magneet is alleen op een andere manier gemagnetiseerd. De magneet is gemagnetiseerd in de richting van de as waar hij om heen draait. Aan beide kanten van de magneet bevindt zich een kapje. Beide kapjes hebben tandjes. De kapjes zijn zo geplaatst dat de tanden van het ene kapje samenvallen met de gleuven van het andere kapje. Omdat de kapjes gescheiden worden door de permanente magneet zijn beide kapjes zelf ook magnetisch, het ene kapje vormt een noordpool en het andere vormt een zuidpool. De stator heeft acht polen, elke pool heeft vijf tanden en kan gemagnetiseerd worden met een spoeltje. De tanden van de polen hebben dezelfde onderlinge afstand als de tanden van de rotor. De acht stator polen zijn verdeeld in twee fases. Polen 1, 3, 5 en 7 vormen fase A en polen 2, 4, 6 en 8 vormen fase B. Wanneer er een positieve stroom door fase A gaat worden de polen 1 en 5 een zuidpool en de polen 3 en 7 vormen noordpolen het polenpaar 1 en 5 trekken de tanden van de noordpool van de rotor aan en het polenpaar 3 en 7 trekken de zuidpolen van de rotor aan. Om een stap de maken wordt word fase A uitgezet en fase B aangezet, dat kan met een positieve stroom of met een negatieve stroom. Dat bepaalt de richting waarin de rotor draait. Dit zorgt ervoor dat de rotor een stap zet, ofwel 1,8 graden draait. Door de fases snel achter elkaar te activeren en te deactiveren kan een soepele gelijkmatige beweging verkregen worden. Om de rotor met de klok mee te laten draaien is de volgorde: +A, -B, -A, +B, +A. Om de rotor tegen de klok in te laten draaien: +A, +B, -A, -B, +A 26
Een hybridemotor die op deze manier werkt is een motor met tweefasen en met bipolaire voeding. Een bipolaire voeding is nodig om een positieve en een negatieve stroom door de polen te kunnen sturen. Wanneer er geen bipolaire voeding beschikbaar is kan toch hetzelfde bereikt worden. Beide fasen moeten dan bestaan uit twee paren met verschillende wikkelingen. Om pool 1 een noordpool te geven wordt door een set van fase A spoelen een positieve stroom gestuurd. Om pool 2 een zuidpool te geven wordt dezelfde positieve stroom door het andere paar van de fase A spoelen gestuurd. In dit geval zitten er in de stator vier verschillende fasen. Zo’n motor is dan ook een vier-fase motor, met een unipolaire voeding.
Algemeen In het ontwerp is een stappenmotor een redelijk eenvoudige motor. Het enige bewegende deel is de rotor. De rotor bestaat uit een permanente magneet waardoor er geen commutatoren nodig zijn. Dit maakt de motor in zijn ontwerp erg eenvoudig en robuust. Als er echter een productie fout in zit neemt dit een groot deel van de precisie van de motor weg. Omdat de positie van de rotor heel nauwkeurig moet zijn kunnen kleine productie foutjes als snel grote gevolgen hebben voor het niet goed werken van de motor. Als er bijvoorbeeld iets niet klopt met de tanden van de rotor of de stator zorgt dit voor een onnauwkeurige aansturing. De staphoek van een stappenmotor kan berekend worden met een formule: (𝑆𝑡𝑎𝑝 ℎ𝑜𝑒𝑘) =
360° (𝑅𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑡𝑎𝑛𝑑𝑒𝑛) × (𝑆𝑡𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑓𝑎𝑠𝑒𝑠)
Ik neem de hybridemotor van net als voorbeeld. De rotor had twee keer vijftig tanden, dat zijn er honderd in totaal en de motor had twee fases, fase A en fase B. 360° 360° = = 1.8° (100 × 2) 200 Zoals te zien is, is de stap hoek 1.8°, dat komt overeen met de gegevens van de motor. De grootte van de koppel van een stappenmotor hangt af van de grote van de stroom die door de wikkelingen van de fase gaat. De positie van de rotor daarentegen hangt niet af van de grootte van de stroom. De positie wordt uitsluitend bepaald door de plek waar de tanden van de rotor en van de stator overeenkomen. 27
Verplaatsingskoppel Wanneer een stappenmotor is geactiveerd in een fase is er een kracht die wordt uitgeoefend op de rotor als deze wordt gedraaid. De grootte van deze kracht hangt af van het inwendige ontwerp van de motor. De kracht die op de rotor worden uitgeoefend heet de koppel. De koppel is een ronddraaiende kracht. De werking van deze kracht is gemakkelijk te uit te leggen aan de hand van de stappenmotor die hiernaast te zien is. Dit is een 3-fase variabele reluctantie motor. De stap grootte van deze motor is 30°, die stap wordt gemaakt als de fase wordt gewisseld. In dit geval zou de eerst volgende stap en activeren van fase B en het deactiveren van fase A zijn. De rotor maakt dan een hoek met zijn vorige positie van 30°. Per drie fases maakt de rotor een hoek van 90° Bij elk van deze fasen hoort een bepaalde koppel die nodig is de rotor uit zijn huidige positie te halen. Elke fase heeft zijn eigen grafiek, de doorgetrokken lijn hoort bij fase A. Het valt op dat alle drie de grafieken hetzelfde zijn. Ze horen alleen allemaal bij een andere stand van de rotor, bij een andere fase. In dit geval kijken we alleen naar de grafiek die bij fase A hoort. Fase A heeft vier stabiele standen van de rotor, bij 0°, 90°, 180° en 270°. Zoals is de grafiek te zien is, is bij die posities de koppel 0. Wordt de rotor echter uit zijn positie gedraaid dan ontstaat er een tegengestelde koppel die de rotor terug dwingt naar de stabiele positie. Stel je draait de rotor met de klok mee, dan wordt er een koppel uitgeoefend op de rotor die tegen de klok in draait. Deze stabiele posities komen voor waar de rotor polen, onderlinge hoek van 90°, op een lijn liggen met de stator polen. Er zijn voor elke fase ook vier onstabiele posities van de rotor, voor fase A horen die posities bij de rotor hoeken van 45°, 135°, 225° en 315°. In deze gevallen bevinden de stator polen zich precies tussen twee rotor polen. Wanneer in dit geval de rotor een stukje gedraaid wordt komt de rotor in een versnelling totdat hij weer in een stabiele positie staat. De koppel die ontstaat wanneer de rotor wordt gedraaid als hij in een onstabiele positie staat is gericht in dezelfde richting als waarin de rotor gedraaid wordt. Daardoor draait de rotor dus verder totdat hij in een stabiele positie komt waar de koppel weer nul is.
28
Stepping Op het moment dat de motor een stap maakt vanuit fase A wordt eerst fase A uitgezet, dan wordt fase B geactiveerd. We gaan er vanuit dat deze wisseling snel gebeurd, zodat de rotor vrijwel in dezelfde positie blijft staan. Zodra fase B wordt geactiveerd ondervind de rotor een bepaalde kracht oftewel koppel. Hierdoor versneld de rotor totdat hij bij de stabiele positie aankomt die bij fase B hoort. De rotor heeft op dat moment nog snelheid waardoor hij de positie voorbij schiet. Zodra de rotor voorbij de stabiele positie gaat ondervind hij koppel in tegengestelde richting. Hij wordt afgeremd tot stilstand waarna hij weer versneld in de andere richting. De rotor schiet door zijn snelheid weer voorbij de stabiele positie. Binnen de motor vindt er wrijving plaats waardoor de rotor niet steeds de stabiele positie voorbij blijft schieten. De volgende stap wordt gezet op precies op dezelfde manier als de vorige. Fase B wordt uitgeschakeld en fase C wordt ingeschakeld. In het voorbeeld hierboven zijn we er van uitgegaan dat er geen belastende koppel werd uitgeoefend op de motor. Daardoor kan de rotor bij elke stap precies terechtkomen bij de stabiele positie. Als er echter wel een belastende koppel aanwezig is kan de rotor bij elke stap niet precies terechtkomen bij de stabiele positie. Dit is een groot nadeel van een stappenmotor, je moet er dus rekening mee houden dat de positie van de rotor niet precies komt waar je zou willen als er kracht wordt uitgeoefend op de motor. Bij een motor zonder belastende koppel (TL ) zou de rotor precies op de juiste plaats komen, in het grafiekje hiernaast zou dat precies in de oorsprong zijn. Wanneer de belastende koppel in de richting van de klok aan de rotor trekt wordt de rotor uit zijn stabiele positie getrokken. De rotor ondervind dan ook koppel in tegengestelde richting. Zodra die koppel net zo groot is als de belastende koppel staat de rotor stil. In het grafiekje is dit aangeduid met A. Hoe groter TL word hoe dichter die in de buurt komt van Tmax (De maximale belastende koppel). Wanneer TL groter is dan Tmax kan de rotor de belastende kracht niet aan en dan is de rotor niet in staat om zijn positie te behouden. Dan draait hij als het ware door. De motor is dan niet sterk genoeg voor de last die hij moet dragen. Wanneer het wel lukt om de TL tegen te gaan moet je er rekening mee houden dar de rotor bij elke stap dezelfde afwijking heeft. De motor kan dan wel gewoon functioneren. Er zou wel een volgende stap gezet kunnen worden, daarvoor heeft de motor dan wel genoeg vermogen. Hoe zwaarder de last betekent wel hoe groter de onnauwkeurigheid. 29
Half stepping – dubbele fases. Naast de manier waarop we de motor liepen werken in het vorige voorbeeld, zijn er nog twee manieren hoe je de motor kunt laten werken. De eerste is door het gebruik van dubbele fases en de twee is half stepping. De volgorde waarop fases worden geactiveerd bij het normale gebruik van een stappenmotor is A, B, C, A, B, etc. bij Half stepping en bij dubbele fases ziet dit patroon er anders uit. Het gebruiken van enkele fases wordt verreweg het meest gedaan. Ook niet alle motoren zijn geschikt voor Half stepping en dubbele fases, maar soms kan het heel handig zijn Half stepping spreekt wel voor zich, in plaats van hele stappen laat je de motor elke keer halve stappen maken. Dit heeft twee voordelen, de stapgrote wordt gehalveerd en de rotatie van de rotor verloopt een stuk vloeiender. Bij dubbele fases worden er elke keer twee fases geactiveerd in tegenstelling tot normaal waar elke keer maar een fase actief is. De activering van de fases ziet er dan als volt uit: AB, BC, CA, AB. In rust bevind de rotor zich dan in het midden van beide fases. De stapgrootte is bij het gebruik van dubbele fases net zo als bij het gebruik van enkele fases, 30°. Het grote voordeel van het gebruik van dubbele fases is dat de maximale koppel een stuk hoger ligt. Door een motor met dubbele fases te gebruiken kan de motor dus een grotere belading aan dan met enkele fases.
Tmax Dubbele fases
Een nadeel is dat het vermogen dat je in een motor stopt als je hem met dubbele fases gebruikt twee keer zo groot is, er zijn immers ten alle tijden twee fases geactiveerd, maar de maximale koppel die de motor genereerd is minder dan twee keer zo groot. Er gaat bij het gebruik van dubbele fases dus vermogen verloren.
Tmax enkele fase
Zoals te zien is in de grafiek is Tmax (Rood) behoorlijk groter bij het gebruik van dubbele fases ten opzichte van enkele fases (geel). Het gebruik van dubbele fases kan een makkelijke snelle oplossing zijn als je een motor hebt die net niet sterk genoeg is. Bij Half stepping wordt er steeds een fase geactiveerd en daarna worden er twee tegelijk geactiveerd. Hierbij word de staphoek gehalveerd van 30° naar 15° en de rotatie van de rotor verloopt veel vloeiender. Het volgorde waarop de fases worden geactiveerd zien er zo uit: A, AB, B, BC, etc, er wordt dus eigenlijk gewisseld tussen het gebruik van enkele fases en het gebruik van dubbele fases. Om een succesvolle halve stap te maken moeten de stroom in beide fases precies gelijk zijn, anders ligt de halve stap niet precies tussen de twee afzonderlijke fases. 30
Ministepping Soms is het nodig dat stappenmotoren hele kleine stapjes kunnen maken, bijvoorbeeld bij 3D printen. Dan wil je misschien wel stapjes die kleiner zijn dan een graad. Er zijn hele kleine stapjes te bereiken door veel fases en hele kleine tandjes te gebruiken. In de praktijk is het helaas niet handig om meer dan vier of vijf fases te gebruiken en het maken van rotors met meer dan 50-100 tanden is ook een enorme opgaven. Om toch hele kleine stapjes te kunnen maken kan er een techniek gebruikt worden die ministepping heet. Ministepping maakt gebruik van dubbele fases. Maar hier is het juist de bedoeling dat de spanningen die door beide fases gaan verschillen. Door de verschillende stroom kan een stap ingedeeld worden in een aantal even grote mini stappen. Voor succesvolle ministepping moet er gebruik worden gemaakt van close-loop stroomcontrole. De stroom mag namelijk niet veranderen door eventuele temperatuursveranderingen in de spoelen. De stroom door beide fases moet heel precies geregeld worden, dat gebeurd met behulp van een algoritme. Ondanks dat ministepping lastig uit te voeren is wordt het wel veel gebruikt. Vooral in apparatuur waar grote precisie vereist is. Meestal worden er tussen de drie en de tien mini stapjes gebruikt. Er zijn motoren waar succesvol honderd mini stapjes gebruikt zijn, dat betekend een totaal van 20000 mini stapjes per revolutie.
Aansturing Voor de aansturing van een stappenmotor is een stappencontroller nodig die de juiste pulsen stuurt naar de windingen/fases in de motor. Het omzetten van het signaal dat naar de motor gestuurd wordt in pulsen stroom die de motor kan gebruiken gebeurd in twee stappen. De vertaler (translator) zet de pulsen die naar de motor worden gestuurd om in een reeks aan/uit commando’s die naar die fases van de motor worden gestuurd. Deze aan/uit reeksen moeten zo ideaal mogelijk zijn. De ideale reeks is een blok golf omdat die een fase aan of uit zet. Hoe meer de reeks op een sinusoïde lijkt hoe slechter. Voor de aansturing van een stappenmotor wil je namelijk dat een fase vrijwel direct aan of uit gaat, daar mag niet te veel tussen zitten en het mag niet te veel tijd kosten, dat heeft invloed op de werking van de motor. Er is geen enkele chip die een perfecte blokgolf kan generen, hele goede en dure chips komen er 31
wel heel dicht bij in de buurt. De powerstages zorgen er voor dat de reeks die naar de fases van motor gaan de juiste grootte heeft. De aansturing van een stappenmotor gebeurd vaak via een computer. Door de manier waarop een computer werkt kan hij heel eenvoudig pulsen sturen. Een computer heeft er geen moeite mee om tientallen pulsen per seconde te versturen. Dat maakt een computer uitermate geschikt voor de aansturing van een stappenmotor.
Positie bepaling Er zijn veel verschillende manieren waarop een stappenmotor wordt gebruikt in een 3D printer. Stappenmotoren worden gebruikt voor de positionering van de printkop en voor het instellen van de hoogte van het bouwplatform. Als laatste wordt er ook nog een stappenmotor gebruikt voor het voeden van de filament. De printer die ik gebruikt heeft vier stappenmotoren. De motor die het filament door de printkop voert is de enige motor die helemaal geen feedback krijgt van het systeem en die ook geen feedback levert. Alle andere motors maken gebruik van feedback uit het systeem en leveren op een bepaalde manier feedback aan het systeem. De motors zijn geen servomotoren, dat betekend dat ze hun exacte lokactie niet weten, die geven ze ook niet door aan het systeem. Ze maken echter wel gebruik van een bepaalde vorm van feedback. Alle motoren hebben een home, dat wil zeggen dat ze een plek hebben om naar terug te gaan. De locatie van die plek weten ze niet, ze weten immers niet waar ze zijn, maar een sensor meet wanneer de motor op zijn home plek is aangekomen. Op het moment dat de home is bereikt is de locatie bekend. Vanuit de home kunnen de motoren dat wat ze aansturen naar een hele precieze locatie sturen. De home heeft een bekende positie die als uitgangspunt gebruikt wordt. Voordat de printer gaar printen gaat hij altijd eerst naar zijn home toe, vanuit daar kan hij namelijk naar de plek waar hij moet beginnen met printen. Ook al heeft een 3D printer dus geen directe positie feedback, door het hebben van een referentie punt kan de printer toch heel nauwkeurig werken. Zolang hij altijd maar vanuit het referentie punt werkt. 32
Het zou ook een mogelijkheid zijn om een 3D printer hele directe positie feedback te geven. Dan zou de printer vanuit elk punt kunnen beginnen met werken, hij weet dan altijd waar hij is dus week hij ook altijd precies hoe hij de stappenmotoren moet aansturen. Er is nog veel meer te vertellen over de werking van een stappenmotor, maar dit is genoeg om te begrijpen waarom een stappenmotor zo belangrijk is voor een 3D printer. Door het gebruik van ministepping is de precisie te behalen die een 3D printer nodig heeft. En doordat een stappenmotor heel goed door een computer aangestuurd kan worden kan een 3D printer een ontwerp vanaf een computer printen.
33
Hoofdstuk 10, Conclusie In dit verslag heb ik onderzocht wat ik nu en in de toekomst kan doen met 3D printen. Ik verwachte dat ik voornamelijk in de toekomst veel met 3D printen zou kunnen. Tijdens het maken van dit verslag ben ik er echter achter gekomen dat ik nu al veel kan met 3D printen. Voor mijn werk ben ik nu namelijk bezig met 3D printen. Ik maak video’s over 3D printen. Ook in de toekomst bied 3D printen voor mij veel mogelijkheden. Als werktuigbouwkundige heb je veel aan een 3D printer. In het kort is een 3D printer een machine die een voorwerp laagje voor laagje opbouwt. Er zijn verschillende manieren om dat te doen en er zijn verschillende materialen om mee te werken. Het mooie aan een 3D printer is dat hij voorwerpen kan maken die je op geen enkele andere manier kan produceren. Dit biedt de mogelijkheid om op een andere manier te gaan ontwerpen en te gaan produceren. Het maken van een 3D ontwerp is erg gemakkelijk. Er zijn heel eenvoudige programma’s waar iedereen mee kan werken. Voor de gevorderde ontwerper zijn er professionele programma’s die veel morgelijkheden bieden. Bij Youmagine is het idee ontstaan voor het maken van video’s. Met de filmpjes die ik heb gemaakt heb ik geprobeerd de uitleg uit het verslag te visualiseren zodat het voor iedereen duidelijk is. De filmpjes zijn het begin van mijn baan met 3D printen. Door mijn contact met Youmagine heb ik de kans gekregen om een YouTube kanaal te beginnen over 3D printen. Ik heb nu mijn eigen website waar ik blogs op zet over mij ervaringen met 3Dprinten en waar ik nieuws en leuke weetjes deel. Daarnaast maak ik video’s over 3Dprinten en ik probeer mensen te helpen met instructie video’s. In mijn vervolg opleiding komen de ervaring met het 3D printen en de ervaring die ik heb opgedaan met ontwerpen erg van pas. 3D printen en werktuigbouwkunde hebben veel met elkaar te maken en de ervaring komt dus goed van pas. In het profiel deel heb ik de werking van de gelijkstroom elektromotor en de stappenmotor uitgelegd. Door zijn werking is een stappenmotor cruciaal voor de werking van een 3D printer, hij geeft de printer zijn nauwkeurigheid en snelheid. De 3D printer biedt veel mogelijkheden, zowel voor mensen thuis als voor grote bedrijven. Je kan er leuke innovatieve voorwerpen en onderdelen mee maken. Een 3D printer geeft je de mogelijk om wat in je hoofd zit de wereld in te krijgen. Ook in mijn toekomst komt een 3D printer erg van pas, werktuigbouwkunde het heeft een goede verbinding met 3D printen. Ik denk eigenlijk dat een 3D printer een goede aanvulling is voor iedereen die een technische en/of een design opleiding doet.
34
Woord van dank Er zijn een aantal mensen die mij enorm hebben geholpen bij het maken van dit verslag. Allereerst wil ik mijn begeleider en docent Evelyn Varkevisser bedenker. Zij heeft mij enorm geholpen. Ze heeft goede tips gegeven en zij heeft er voor gezorgd dat mijn verslag volledig is en dat alles er goed in staar. Ronald Scheer en Erik de Bruijn wil ik bedanken voor de mooie kansen die zij mij hebben gegeven. Ik heb veel geleerd in mijn week stage bij jullie. Zonder de ervaringen die ik daar heb opgedaan was mijn verslag een stuk magerder geweest. Jullie hebben mij geïnspireerd tot het starten van mijn eigen website en YouTube kanaal. Ynze van der Spek wil ik bedanken voor het uitlenen van zijn 3Dprinter. Ik heb met veel plezier aan de printer gewerkt. Hopelijk werkt de printer binnenkort. Van Michiel van MyMatics heb ik de tip gekregen dat Autodesk Inventor een gratis studenten licentie heeft. Heel erg bedankt voor deze tip. Ik gebruik het programma erg vaak en ben er heel blij mee. Als laatste wil ik iedereen bedanken die mij heeft gesteund, bedankt voor de interesse in mijn project en het delen van mijn filmpjes. Je kan geen website en YouTube kanaal opbouwen zonder een community.
35
Bronnenlijst Algemeen -
www.grounded3d.com https://www.supplybetter.com/blog/choosing-fff-vs-fdm.html http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing Huis printen: http://www.verbouwkosten.com/huis-3d-printen/ 3D print kasteel: http://www.independent.co.uk/life-style/gadgets-and-tech/worldsfirst-3d-printed-castle-built-in-america-9693936.html 3D print kasteel: http://3dprint.com/12933/3d-printed-castle-complete/
Profieldeel -
Filmpje profieldeel: https://www.youtube.com/watch?v=LAtPHANEfQo Filmpje profieldeel brushless: https://www.youtube.com/watch?v=bCEiOnuODac Filmpje stappenmotor: https://www.youtube.com/watch?v=bngx2dKl5jU Adafruit steppermotor: https://learn.adafruit.com/all-about-stepper-motors/types-ofsteppers Hughes A. Electric Motors and Drives. Third edition reprinted 2006
36
