Toveren met een ‘4D-printer’

De ‘4D-printer’ in de hal van de faculteit Industrieel Ontwerpen trok gisteren veel bekijks. Vooral van kinderen, want wat is de truc van 4D printen? Je spant in een 3D-printer een stukje stof strak, je print daarop met plastic een figuur, dan maak je de stof los zodat die in zijn oude vorm wil terugspringen, maar hé: door het plastic floept die stof in een geheel andere vorm. Een zadel bijvoorbeeld, of iets wat op een armband lijkt, afhankelijk van de vorm en de dikte van je plastic patroon.

Omdat de kinderen vooraf geen idee hadden in welke vorm een printje zou schieten, stonden ze te popelen om het stukje stof zelf los te knippen. Het was voor de groep studenten zelf ook maar gewoon ‘uitproberen’ welke vorm hun printjes zouden aannemen, vertelt vierdejaars student industrieel ontwerpen Max Sampimom. Ze deden er voor hun minor Advanced Prototyping vier weken onderzoek naar in samenwerking met de Mechanical Metamaterials groep van AMOLF en Leiden Instituteof Physics.

Hun doel was een vierde dimensie –tijd – toe te voegen aan een 3D print. “We probeerden een 3D-print te maken die na verloop van tijd vervormt”, legt Sampimom uit. Daarvoor probeerden ze printjes op een aantal verschillende synthetische stoffen te laten binden. “Panty’s met een dikte van 60 denier bleken het beste te werken.” Door het plastic in een patroon op sommige plekken wat dikker of dunner te printen, is te controleren hoe een product zich zal ontvouwen.

Zijn er straks wellicht tenten die zichzelf opzetten? Vooralsnog denkt Sampimom meer aan vormgeving voor kleding. “In de toekomst zijn er misschien stoelen die zichzelf opbouwen. Of, nog groter gedacht: huizen.”

Vleesprinter

Op de tentoonstelling was nog veel meer spannends te zien. Wat te denken van een geprint kipfiletje? Met wat zeewier, bouillon en tot moes gekookte witte bonen kan dat, zo bleek uit een samenwerkingsproject met de Universiteit Wageningen en de Vegetarische Slager. Het ging hierbij niet eens zozeer om de smaak maar om de vezelige structuur van het vlees, vertelt student bouwkunde Aaron Bislip. “Dat was de grootste uitdaging voor ons.”

Een 3D ‘meat’ printer tekent de kippenvezels na door simpelweg de moes door een dun naaldje te persen. Door de sliertjes binnen de contouren van de kipfilet op en langs elkaar te draperen en die met een zoutoplossing te laten verharden – zodat ze niet tot één grote homp samensmelten – ligt er na een uurtje warempel een filet met levensechte kippenvezels. Nu alleen de smaak nog, want de uitgestalde proefmonstertjes smaakten behoorlijk zout.

Hartmodellen

Een ander studententeam had in samenwerking met het LUMC diverse hartmodellen ontwikkeld en geprint op basis van CT-scans van hartafwijkingen. Doel daarvan is patiënten hun aangeboren hartafwijkingen te helpen begrijpen. “Cardiologen hebben maar tien minuten de tijd om uit te leggen wat er aan de hand is en dan krijg je óf kinderlijke jip-en-janneketaal of een anatomisch gericht verhaal”, zegt bouwkundestudent Job van den Berg.

Met een protocol om van CT-scans 3D modellen te kunnen printen waarin ook kleppen en kransslagaders zijn te zien, en waarin kleuren aangeven waar zuurstofarm en zuurstofrijk bloed stroomt, zijn hartdefecten beter zichtbaar te maken. Want er zijn weliswaar al veel hartmodellen, maar niet van hartafwijkingen, zegt Van den Berg.

Scherven

Van een heel andere orde was het project smart replica’s waarin studenten archeologische vondsten van het Bureau Monumenten en Archeologie Amsterdam met behulp van CT-scans in kaart brachten om er vervolgens een 3D-reconstructie van te maken. Studente Jorinde Smits pakt er een kommetje bij dat voorheen aan gruzelementen lag. In het 3D-model is precies te zien hoe de overgebleven scherven nu weer één geheel vormen. “Zo krijgen gebruiksvoorwerpen het doel waarvoor ze gemaakt zijn weer terug en kunnen mensen ze in een museum aanraken zodat het verleden weer tastbaar wordt”, zegt studente Irene Verduijn.