dinsdag 6 november 2012

3D-printen van (velomobiel-)onderdelen

bron: Quezzzt.blogspot.com
Velomobielonderdelen (nee, niet .nl) zijn doorgaans door de beperkte oplage en hoge ontwikkelkosten aardig aan de prijs. De hoeveelheid materiaal (materiale kosten) staat naar mijn idee soms niet in verhouding met de prijs die gevraagd wordt voor het aangeboden goed. En nu natuurlijk niet gelijk boos worden en roepen dat de verkoper of producent van deze producten ook een (goed) belegde boterham wil verdienen, het is slechts mijn gevoel. Als voorbeeld wil ik de vergelijking maken tussen de spiegelkapjes van Quezzzt en de spiegelkapjes van VM.nl. Quezzzt schrijft zelf dat de door hem gebruikte spiegelkapjes in feite omgekeerde Halfords koplampen zijn. Voor de knutselaars onder ons natuurlijk geen probleem om daar een mooie spiegelkap van te maken tegen een fractie van de prijs (75% goedkoper) van een "originele VM.nl spiegelkap". Dat is als je zelf de moeite neemt om naar Dronten te rijden en de kapjes daar op te halen, want als er nog verzendkosten bijkomen dan wordt het verschil nog groter want een Halfords zit doorgaans dichterbij dan VM.nl. Maar wat heeft dit nu met 3D-printen te maken?

3D-printen is in feite niets anders dan 2D-printen, alleen print je bij 3D-printen meerdere 2D-lagen op elkaar waardoor er een drie-dimensionaal "voorwerp" ontstaat. Zie het als een spiegelkapje welke met de punt omhoog op een vlakke tafel wordt gezet. Snij deze spiegelkap in bijvoorbeeld 500 "plakjes" van gelijke dikte en je krijgt een beter beeld van hoe een 3D-printer vanuit 500 2D-prints uiteindelijk een drie-dimensionaal voorwerp maakt.  de 500 2D-prints worden immers op elkaar geprint om zo uiteindelijk weer de gewenste (voor dit voorbeeld) spiegelkap te krijgen. 

Bron: www.speedbikes.ch
Nu vergt het nogal wat rekenkracht en kennis van 3D-software zoals AutoCAD wil je zelf aan het ontwerpen slaan, maar tegenwoordig kun je voorwerpen ook laten 3D-scannen. Er wordt dan een drie-dimensionaal plaatje gemaakt van het voorwerp in casu (bijvoorbeeld een spiegelkapje). Dit 3D-beeld kan weer gebruikt worden om naar een 3D-printer te sturen en zo een exacte kopie te maken van het gescande object (schaamteloze kopie waarbij dus geen rekening word gehouden met patenten e.d.). Het voorwerp kan natuurlijk ook eerst gewijzigd worden in een 3D-tekenprogramma om bijvoorbeeld de vorm, lengte of materiaaldikte te wijzigen, of door het toevoegen van extra onderdelen aan dit voorwerp (een vaste, aerodynamische voet aan de spiegelkap zoals op de Birck Butterfly). Ook zou je gelijk rekening kunnen houden met bijvoorbeeld uitsparingen voor ingebouwde dagrijverlichting of richtingaanwijzgers. En wil je echt ver gaan dan zou je zelfs twee voorwerpen kunnen "fusen" waardoor je bijvoorbeeld een B&M Lumotec IQ Cyo koplamp en een VM.nl spiegelkapje in één ontwerp samenvoegt. Zodoende zou je geen aparte voet meer hoeven hebben voor bijvoorbeeld een B&M Ixon IQ Speed (extra verstoring van de stroomlijn) en kan de neus van de Quest gewoon dicht blijven.

Nu heb ik het constant over een spiegelkapje, maar je kunt natuurlijk aan bijna alle onderdelen van een velomobiel- of fietsgerelateerd object denken. Wat denk je van wielkappen? Staartpunten? Cameramount? Dashmount voor je telefoon of MP3-speler? Kettingafscherming? Maar zelfs grotere objecten zoals racekappen of zitschalen kunnen 3D geprint worden. De vraag is natuurlijk wel met welke belasting deze onderdelen te maken krijgen. Ik kan mij zo voorstellen dat een 3D geprinte zitschaal lang niet zo "ontspannen" zit als een zitschaal die op conventionele wijze gemaakt is. Daarentegen zal een 3D geprinte racekap waarschijnlijk minder te maken hebben/krijgen met stress of spanning waardoor deze prima 3D te printen is. Een en ander zal natuurlijk ook te maken hebben met de gebruikte materialen. 

Bron: Wikipedia
Hoe een 3D-printer werkt is ook weer een apart verhaal. Wikipedia geeft een aardige weergave van de mogelijkheden welke bijna oneindig lijken. Momenteel is het wel mogelijk om thuis 3D te printen maar de kosten daarvan zijn nog relatief hoog. Een alternatief is om zelf een 3D-printer te bouwen. Een van de meest bekende is de RepRap. Open Source en zelf in elkaar te zetten. En deze 3D-printer kan zichzelf ook nog reproduceren doordat alle kunststof onderdelen met eenzelfde 3D-printer te printen zijn! Zo maak je van 1 printer 2. En die 2 printers kunnen er ook weer twee maken, dan heb je er 4. En voor je het weer sta je voor Jan en alleman 3D-voorwerpen of complete printers te printen.

Waar gaan we dan nu heen met deze technologie? Verdwijnt VM.nl binnenkort en worden zij "slechts" leverancier van een bestandje waarmee je thuis je eigen spiegelkapjes of derrailleurwieltjes of wielkappen kunt printen? Bestellen we voortaan geen onderdelen voor onze fietsen meer, maar grondstoffen voor onze 3D-printer? De ontwikkeling met betrekking tot 3D-printen staat nog in de kinderschoenen en de mogelijkheden lijken oneindig. Velgen, achterlichten, bedenk het zelf maar, je kunt het allemaal printen. Alleen banden, die kunnen volgens mij nog niet geprint worden, maar wie weet is dat slechts een kwestie van tijd. Wedstrijd rijden? Download even een F-lite. Winter in aankomst? Download even een Schwalbe Marathon Plus. De toekomst ligt open, dat is een ding wat zeker is!

EDIT: Ter illustratie een fragment uit DWDD, bedankt Paul voor de tip!

7 opmerkingen:

  1. De 3d-printer was maanden geleden al eens te zien bij DWDD. Da's denk ik een signaal dat het iets is wat er aan zit te komen. En dan komt het zelf printen van spiegelkapjes inderdaad heel dichtbij. Het is een concept met verreikende implicaties voor de hele fabriek-winkel-consumenten keten!

    BeantwoordenVerwijderen
  2. Voor de spiegelkapjes op een aerodynamische voet hoef je niet Birk. Kijk maar eens hier: http://wimschermer.blogspot.nl/2011/12/spiegelstroomlijn-kappen.html
    De kapjes die van lampen zijn afgevormd hebben overigens niet de goede aerodynamische vorm. Een optimale aerodynamische vorm moet vooral aan de achterzijde worden ingesnoerd en scherp eindigen. De spiegel moet er duidelijk binnen blijven.
    Jammer dat we niet genoeg tijd hebben om er veel meer te maken. De kappen gaan voor.
    Groeten,
    Wim

    BeantwoordenVerwijderen
    Reacties
    1. Hoi Wim,

      Jouw spiegelkapjes waren mij niet ontschoten maar dat jij ook een aerodynamische voet eronder hebt was mij wel ontschoten. Voor aerodynamische voetjes hoef ik dus niet naar Zwitserland.
      De theorie achter hoe een spiegelkapje gevormd moet zijn weet jij met je kennis als geen ander. En dat de productie van jouw spiegelkapjes achterblijft zou je kunnen oplossen door een 3D-printer aan te schaffen ;-)
      Bedankt voor je reactie!
      Groetjes, Robert-Jan

      Verwijderen
  3. Spiegelkapjes zijn voor VM's een puur cosmetische zaak, zo vond ook Ymte.

    De spiegels geheel verwijderen maakt wel iets verschil bij hogere VM snelheden en zie je ook typisch bij wedstrijden, maar gestroomljnde spiegelkapjes gaan pas iets meetbaars doen vanaf 80 km/u zo ik begreep.

    Overigens zijn mijn omgekeerde lampenkappen nog versie 1.1 ( lol ) Ik had net zoals Wim zegt al overwogen na de spiegel - het breedste deel - de kap weer een stukje in breedte te laten aflopen. Dat omdat lucht na het abrubt eindigen van de stroomlijn die nog een tijdje wil blijven volgen alsof die stroomlijn er echt is. ( Kamm-heck effect )

    Dat heeft wel nadelen en daarom is het ook (nog) niet gedaan : het spiegeloppervlak wordt er kleiner van, en die is toch al niet zo groot. Bovendien is het spiegeltje dan moeilijker schoon te poetsen.

    Het staat gewoon wat leuker dan die platte zwarte spiegeltjes ;-)



    BeantwoordenVerwijderen
  4. Een leuke poging het 3D printen onder de aandacht te krijgen. Respect.
    Volg je FabLab Flevoland al?
    Het ligt helaas gecompliceerder. Het 3D printen kan al veel, maar de verwachtingen zijn voor alsnog te hoog gespannen. Ze kunt fraaie producten maken, vooral in de ontwerpfase, mallen en mockups. Ze kunnen je veel tijd besparen, maar definitief eindproduct zitten ze nog in de Startrek fase.
    De gebruikte materialen voor het printen zijn meestal niet geschikt voor constructie of slijtage gevoelig.
    Uitfreesen in metaal (Cad/cam CNC) extruderen en warm of koud vacuum trekken van kunststoffen is reeler.
    De koepel van de Birk is zo'n toepassing van dat laatste. Maar een spiegelkapje zou ook op die manier kunnen.

    Toen ik mijn metalen kapjes maakte afgelopen winter (niet voor het nut maar omdat het kon) kost nagenoeg niks. Kinderkoplampjes. Je hoeft er alleen een pootje onder te maken. De standaard spiegel past er zo in ipv de lamp unit.
    Toen ik ze uit de verpakking haalde viel me die verpakking al op. Precies de vorm die je moet hebben! In vacuum getrokken plastic heb je hiermee al een mal in handen voor een carbon, polyester vorm van de spiegelkapjes. Doe je best.

    Bij het maken van mijn vizier voor de Sinnerkap, is mij wel duidelijk geworden waar de kosten zitten. Niet in het materiaal. Ik kan onmogelijk vizieren voor dezelfde prijs maken en leveren als VelomobielOnderdelen.nl dat doet. Van gigantische winst is hier geen spraken. Het blijven handgemaakte produkten. Maar goed ook, want tijdens het bouwen worden ze nog steeds verbeterd en aangepast.

    Een andere discussie misschien, iedereen betaald braaf 150 euro of meer voor een standaard koplamp unit in een auto. Of een lap plastik van 300 euro of meer als 'schort' voor de sier onder de deur. Of 200 euro voor een spoiler op de kofferbak......een hobby mag wat kosten. Wie mooi wil zijn ook.
    Voor een uurloon van 75 euro of meer zetten ze hem er voor je op.
    Nee, velomobielonderdelen zijn in dat licht gezien niet echt duur.
    Maar ook voor mij is het veel geld.

    BeantwoordenVerwijderen
    Reacties
    1. Je hebt helemaal gelijk, de onderdelen die door VM.nl of VO.nl gemaakt worden zijn natuurlijk arbeidsintensief om te maken, om nog maar niet te spreken over de ontwerpfase en het voorwerk. En die kosten worden vaak niet gezien op het moment dat je iets moois voor je hobby aanschaft.
      Verder heb je helemaal gelijk voor wat betreft het zelf maken van de spiegelkapjes van kinderkoplampen, gewoon omdat het kan en als tijdverdrijf.
      Leuke reactie Brandweer!

      Groetjes, Robert-Jan

      Verwijderen
  5. Hallo goed artikel. Interessant dat je 3D printen linkt hieraan. Moet zeggen dat ik het vanuit die hoek niet had kunnen bedenken. Je hebt goede punten erin en ben het met de meeste dan ook eens. MvG

    BeantwoordenVerwijderen