maandag 27 april 2015

Wie is de baas van het internet?

Dit is net zo’n vraag als: wat gebeurt er onder de motorkap van mijn auto? Maar anders dan jouw auto zet het internet de hele wereld in beweging. Daarom is die vraag relevant, of anders gesteld: wie zou het internet moeten beheren?


Alleen al de kop boven een recent krantenartikel illustreert waarom deze vragen belangrijk zijn: “Ministerie van Defensie doelwit cyberaanvallen.” (1)  Die vragen komen ook aan de orde in het recente WRR-rapport “De publieke kern van het internet – Naar een buitenlands internetbeleid.” (2)

Het internet als mondiaal publiek goed
Het internet is niet meer weg te denken uit ons dagelijks leven. Het is een dragende pilaar van de economie geworden en een onlosmakelijk onderdeel van het sociale en werkende leven. Het beheer ervan was lange tijd het exclusieve domein van wat de ‘technische gemeenschap’ wordt genoemd. Die bestaat uit private partijen, ngo’s (3), academici en overheden (een multi-stakeholdersysteem) en zorgt voor de ‘publieke kern’ van het internet.

Het zijn vooral de diepere technologische lagen van het internet, bestaande uit protocollen, standaarden en infrastructuren (dus wat zich ‘onder de motorkap van het internet’ bevindt), die ervoor zorgen dat informatie zijn weg vindt en in alle hoeken van de wereld aankomt. Volgens het WRR-rapport moet dit onderdeel van het internet als een mondiaal publiek goed worden beschouwd, als een soort nutsbedrijf.

Bij mondiale publieke goederen gaat het om baten voor iedereen in de wereld, die alleen door gerichte actie en samenwerking te realiseren of te behouden zijn. Niemand kan van het gebruik van het internet worden uitgesloten (non-exclusiviteit) en het gebruik door de ene persoon gaat niet ten koste van het gebruik door een ander (non-rivaliteit). Daarbij is informatieveiligheid (vertrouwelijkheid, integriteit en beschikbaarheid) van belang.

Staten versterken hun greep op het internet 
Overheden zijn zich meer met het reilen en zeilen van het internet gaan bemoeien, want de (nationale) veiligheid is in het geding: cybercrime, digitale spionage en cyberaanvallen. Steeds meer landen willen bovendien het gedrag van burgers op het internet reguleren: dat loopt van het beschermen van auteursrecht, via de aanpak van cybercrime tot censuur van en controle op de eigen bevolking.

Bedreigingen van het internet 
Het collectieve karakter van het internet wordt uitgedaagd door drie trends.

1. Demografische verschuiving
De dominantie van de Verenigde Staten en Europa in het beheer van het internet wordt niet langer overal geaccepteerd. Er is een demografische verschuiving in internetgebruik gaande van Noord en West naar Oost en Zuid.

2. Militarisering
Het internet is onderwerp van nationale veiligheid, met name van inlichtingendiensten en militaire cybereenheden. Door deze militarisering wordt het internet als het vijfde domein van oorlogsvoering (na land, zee, lucht en ruimte) gezien. Soms houden staten vitale kwetsbaarheden in software en protocollen ‘geheim’ voor later gebruik. Deze praktijken leiden er (potentieel) toe dat het functioneren van het internet als geheel minder betrouwbaar wordt. Er zijn namelijk geen achterdeurtjes waar alleen de ‘good guys’ gebruik van kunnen maken.

3. Dataficatie
Een bron van nieuwe toepassingen en markten in de interneteconomie is ‘dataficatie’ (ook wel ‘big data’ genoemd). Dit is het combineren van zoveel mogelijk data om daaruit – soms onverwachte – verbanden en antwoorden te destilleren. Overheden doen dat in de volksgezondheid, in het bestuur van steden en in het domein van de veiligheid. Bedrijven kunnen kennis over het gedrag van internetters te gelde maken. Dataficatie heeft grote gevolgen voor de privacy en voor internationale machtsverhoudingen op het internet.

Botsende werelden
Het komt steeds meer aan op een clash tussen twee werelden: enerzijds de mondiale wereld van het internet (een wereld zonder grenzen) en anderzijds de wereld van soevereine staten. Via het internet komt informatie overal op de wereld terecht, terwijl sommige staten controle over die informatie willen uitoefenen.

De WRR concludeert dat de ‘publieke kern’ van het internet gevrijwaard moet blijven van oneigenlijke bemoeienis van staten en andere partijen die afbreuk doen aan het vertrouwen in het internet. De WRR vindt dat overheden uiterst terughoudend moeten zijn met beleid, wetgeving en operationele activiteiten die ingrijpen in de kernprotocollen van het internet.

De WRR stelt ook vast dat private partijen, zoals Google, Microsoft, Apple en Facebook, een vitale rol spelen in de manier waarop het leven van hele bevolkingen gedigitaliseerd is (ze weten meer van burgers dan overheden) en ze kunnen daarom niet genegeerd worden.

Voor Nederland, met zijn open economie en internationale oriëntatie, levert een open internet zoveel voordeel op dat het als een verlengd nationaal belang kan worden gezien. De WRR roept de Nederlandse regering daarom op om het internet te beschermen als een mondiaal publiek goed. Die inspanning moet leiden tot een duidelijke afbakening en scheiding van taken en organisaties en tot een beteugeling van de neiging van staten om nationale veiligheid de dominante visie op het internet te laten worden. De vraag “Wie zou het internet moeten beheren?” blijft daarbij een voortdurend onderwerp van discussie.

(1) NRC Handelsblad, 22 april 2015
(2) Wetenschappelijk Raad voor het Regeringsbeleid WRR, 18 maart 2015
(3) ngo = non-governmental organization

maandag 20 april 2015

Kun je overal plezierig wonen?

Wie kiest voor optimaal woongenot moet verhuizen van een plattelandsgemeente naar Amsterdam of Den Haag. Een recente analyse levert daarvoor de argumenten. Maar hoe groot zijn de verschillen eigenlijk? En: er is meer dat telt.


NRC Handelsblad heeft verschillende databestanden, onder andere van het CBS, gekoppeld en op basis daarvan aan gemeenten een score voor woongenot toegekend. *)
En dan willen wij natuurlijk weten: welke gemeente biedt het hoogste woongenot en waar ben je het slechtst af?

Welnu, Amsterdam en Den Haag scoren met 1,52 punten het hoogst, gevolgd door Rotterdam (1,39), Bussum (1,3) en Haarlem (1,17) – overwegend grote steden in de Randstad.
De nul-score is voor de gemeenten Steenwijkerland, Raalte, Noordoostpolder, Nieuwkoop, Midden-Drenthe, Lochem, Hollands Kroon, Hof van Twente, Hardenberg, Emmen, Dronten, Dinkelland, Coevorden, Buren, Bronckhorst en Barneveld – plattelandsgemeenten.

Kanttekeningen
Toch plaats ik enkele kanttekeningen bij deze uitkomst. Want ik ken mensen die wonen in Raalte en Noordoostpolder en een groot deel van mijn familie woont in Midden-Drenthe – en die mensen wonen daar allemaal met veel plezier. En ik woon prima in Sittard-Geleen, dat met 0,52 relatief laag scoort. En er zijn gemeenten die hoog scoren, maar waar ik niet zou willen wonen.

Binnen de Nederlandse verhoudingen is het dus een kwestie van persoonlijke smaak en omstandigheden waar je het hoogste woongenot ervaart. Daarbij speelt herkomst ook een rol, want mensen zijn relatief honkvast, lees maar na in mijn blogpost “Honkvast?” van 5 augustus 2013.

Er is nog een reden om de resultaten van het onderzoek te relativeren. Zo stelt economisch geograaf Gert-Jan Hospers van de Universiteit Twente: “Iedere dorpeling is een halve stedeling. Bijna iedereen beschikt over een auto en de stad is nooit ver weg.” **)

Nou begrijp ik dat de aantrekkelijkheid van gemeenten vooral relevant is voor mensen die (voor hun werk) verhuizen. Ik vergelijk daarom vier gemeenten:
  • Sittard-Geleen, waar ik woon (80,53 km2, 94.000 inwoners, 1.186 inwoners per km2)
  • Midden-Drenthe, waar ik ben geboren (345,87 km2, 33.000 inwoners, 98 inwoners per km2)
  • Amsterdam, waar mijn echtgenote is geboren (219,32 km2, ,813.000 inwoners, 4.908 inwoners per km2
  • Maastricht, de provinciehoofdstad (60,03 km2, 121.000 inwoners, 2.146 inwoners per km2).
 
Interessante vraag daarbij: is een buitenlandse kenniswerker bereid om naar Sittard-Geleen te verhuizen om op Brightlands Chemelot Campus te gaan werken?

Ook bij de vergelijking tussen de gemeenten past eerder het relativeren dan het uitvergroten van verschillen. Weliswaar verschilt de afstand tot de dichtstbijzijnde huisarts, maar ik scheer afstanden van 0,5 km (Amsterdam), 0,6 km (Maastricht) en 0,7 km (Sittard-Geleen) simpelweg over één kam. Zo bezien zijn de gemiddelde woonlasten voor alle gemeenten gelijk (rond € 665).

De verschillen tussen de gemeenten zijn in belangrijke mate terug te voeren op hun belangrijkste kenmerk:
  • Amsterdam: zeer sterk stedelijk, woongenot 1,52 (top-score van alle gemeenten in Nederland)
  • Maastricht: sterk stedelijk, woongenot 0,72
  • Sittard-Geleen: matig stedelijk, woongenot 0,52
  • Midden-Drenthe: niet stedelijk, woongenot 0,00.
 
Stedelijke gemeenten versus een plattelandsgemeente

Het meest duidelijk zijn dan ook de verschillen tussen stedelijke gemeenten enerzijds en Midden-Drenthe anderzijds. De gemiddelde afstand tot vrijwel alle voorzieningen is in Midden-Drenthe groter: basisschool (1,1 km), restaurant (1,3), supermarkt (1,6 km), snackbar (1,8 km), huisartsenpraktijk (2,5 km), café (3,9), middelbare school (5,9 km), treinstation (6,5 km) en bioscoop (13,9 km). Alleen voor een pretpark/speeltuin moet je in Sittard-Geleen verder rijden (13,2 km).
Ook qua werkgelegenheid steekt de plattelandsgemeente mager af bij de stedelijke gemeenten; dat betreft dan zowel banen in het algemeen als banen in de commerciële dienstverlening, in de handel, vervoer en horeca en in overheid en zorg.
Tenslotte scoort Midden-Drenthe relatief laag op het beschikbare aantal koopwoningen.

Midden-Drenthe komt relatief gunstig uit de bus wat betreft de misdaadcijfers (37 misdrijven per 1.000 inwoners), terwijl Amsterdam de bedenkelijke eer heeft om – van alle gemeenten in Nederland – de top-score te realiseren (124 misdrijven per 1.000 inwoners).
Een soortgelijk beeld biedt de luchtverontreiniging: 12 μg stikstofdioxide per m3 in Midden-Drenthe, versus 26 μg stikstofdioxide per m3 in Amsterdam.

Zuid-Limburgse gemeenten versus Amsterdam
Ook de Zuid-Limburgse gemeenten scoren wat betreft de luchtverontreiniging met 19 μg stikstofdioxide per m3 relatief gunstig ten opzichte van Amsterdam.

De afstand tot het dichtstbijzijnde restaurant is in Amsterdam laag (0,3 km) vergeleken met de Zuid-Limburgse gemeenten (0,7 km).
Amsterdam scoort ten opzichte van de Zuid-Limburgse gemeenten hoog wat betreft het aantal banen in de commerciële dienstverlening.

Maastricht versus Sittard-Geleen
De gemiddelde WOZ-waarde is in Maastricht (€ 174.000) hoger dan in Sittard-Geleen (€ 144.000, de laagste score van de vier gemeenten).
De afstand tot de dichtstbijzijnde supermarkt is in Maastricht laag (0,6 km) ten opzichte van Sittard-Geleen (0,9 km), terwijl de afstand tot het dichtstbijzijnde pretpark/speeltuin in Maastricht slechts 2,6 km is.
Maastricht scoort ten opzichte van Sittard-Geleen hoog wat betreft het aantal banen in de handel, vervoer en horeca en in overheid en zorg.
Het aantal ontvangers van een ww-uitkering is in Maastricht met 4,9% van de beroepsbevolking (ongeveer gelijk aan Amsterdam) laag ten opzichte van Sittard-Geleen (5,7%, gelijk aan Midden-Drenthe).

Wat betreft de misdaadcijfers komt Sittard-Geleen (met 87 misdrijven per 1.000 inwoners) ten opzichte van Maastricht (107 misdrijven per 1.000 inwoners) gunstig uit de bus.
De gemiddelde vraagprijs van een woning is in Sittard-Geleen laag (€ 1.645 per m2) ten opzichte van Maastricht (€ 2.100 per m2).

Hieronder worden de cijfers voor de vier gemeenten samengevat.

 

Ga naar www.nrc.nl/gemeenten om te zien hoe de gemeente scoort waar jij woont (of wilt gaan wonen). Maar, zoals hierboven al is vastgesteld: de kille cijfers zeggen niet alles.
En daar komt bij: vind je de nabijheid van een café belangrijk, dan kun je zelfs in Midden-Drenthe een woning vlakbij een kroeg kopen.

Tenslotte, wat denk je: is een buitenlandse kenniswerker bereid om naar Sittard-Geleen te verhuizen om op Brightlands Chemelot Campus te gaan werken? Wie weinig prijs stelt op een pretpark en een lage huizenprijs vooral als een buitenkans ziet, kan volgens deze analyse net zo goed in Sittard-Geleen als in Maastricht gaan wonen.

*) NRC Handelsblad, 8 april 2015.
**) Eigen Huis Magazine, juni 2013.

maandag 13 april 2015

Waar de zeepbel uiteenspat

De filosofie houdt zich vooral bezig met de vraag “Wat is de mens?” Het is leerzaam om ook na te gaan ‘WAAR’ de mens zich bevindt. Dit levert een zoektocht op langs de menselijke ziel, de ontwikkeling van beschavingen en de moderne ‘samenleving’. 


De Duitse filosoof Peter Sloterdijk onderneemt deze zoektocht aan de hand van de metaforen ‘bellen’, ‘globes’ en ‘schuim’. Hij noemt de kennis daarover ‘sferologie’ en onderscheidt zo microsferologie, macrosferologie en plurale sferologie.

Sferologie
Sloterdijk definieert een 'sfeer' als het intieme, ontsloten, gedeelde ronde dat mensen bewonen, waar ze kunnen zijn die ze zijn. In sferen wordt de hechte band tussen de mensen gesmeed (gedeelde inspiratie; solidariteit).

Het zijn-in-sfeer vormt de grondtoestand van menselijk leven en het is aan de mens om die sfeer leefbaar te houden. Sloterdijk spreekt in dit verband over de ‘klimaatbeheersing van de gemeenschappelijke ruimte’ (van horden, stammen, volken en wereldrijken).

In “Sphären I – Blasen: Mikrosphärologie” (“Sferen I – Bellen: microsferologie”, 1998) beschrijft Sloterdijk de mens in de microsfeer. Dit is de intieme ‘bel' die het startpunt vormt voor de mensheid (in de oertijd) en voor het individu (bij de conceptie). Ik probeer de auteur te volgen in zijn filosofisch (en soms bizarre) interieuronderzoek naar de intimiteit van de menselijke psyche.

De microsfeer omvat zeven aspecten.

1. De intercordiale ruimte
Voor Europeanen is het hart het symbool van intimiteit, hartelijkheid, cordialiteit. Hartelijkheid is per definitie uit op handlangers en gezelschap en dus geïnteresseerd in concordia, het op elkaar afstemmen van hartritmes.

Middeleeuwse legendes leggen verbanden met christelijke motieven, die de symbolische betekenis van het hart onderstrepen. Zo is er de novelle “Das Herzmäre“ van Konrad von Würzburg uit ca. 1260 over de hoofse liefde: de geliefde vertrekt, door de jaloerse echtgenoot gedwongen, naar het Heilige Graf. Hij sterft en stuurt zijn hart terug. Dit wordt door de echtgenoot aan zijn dame te eten voorgezet. Zij sterft ook als haar echtgenoot haar vertelt wat ze at. Dit verhaal kan gelezen worden als een ketterse variant op de eucharistie: het gekookte en verorberde ridderhart als hostie.

Judas verraadt Jezus, Giotto (1306)

2. De interfaciale sfeer
De ontmoeting tussen twee mensen begint met wederzijdse waarneming. De interfaciale ruimte – de ontmoeting tussen twee gezichten – zien we opduiken in de vroegmoderne Italiaanse schilderkunst, bijvoorbeeld bij Giotto (1306, Capella degli Scrovegni te Padua): de scene van de judaskus (afbeelding hierboven). Christus en Judas verschillen door het aureool van Christus, een voorname tegenover een vulgaire mens, wat tot uitdrukking komt in de oogopslag (open en voornaam versus boosaardig en dom).
Daarna volgden geschilderde scenes waarin de Madonna en het kindje Jezus elkaar aankijken en vervolgens werden portretten van gewone stervelingen gemaakt.

De moderne mens staat oog in oog met monitors, camera's, markten, evaluatiecommissies. De meest typerende plek in de geïnnoveerde wereld van de media heet interface, waarmee niet de ruimte bedoeld wordt waar gezichten elkaar ontmoeten, maar het contactpunt tussen gezicht en niet-gezicht of tussen twee niet-gezichten. De interface past niet in de microsfeer, het is een voorbode van de ‘verschuimde samenleving’.

3. 'Magische' aantrekkingskrachten
Mensen beweren vaak dat ze autonoom zijn, maar hoe zit het dan met de betovering van mensen door mensen? De wet van de sympathie bepaalt dat liefde niet anders kan dan liefde opwekken; evenzo genereert haat zijn daarbij behorende antwoord.

Magnetisme is een bijzondere vorm van betovering, die sinds Franz Anton Mesmer (1734-1815) voor de genezing van patiënten wordt ingezet.

4. De moederschoot
Al sinds het Neolithicum, toen de tot dusver nomadische mensengroepen volgens Sloterdijk in de val van de honkvastheid liepen, speelt de moeder een belangrijke rol. In vroege nederzettingen moeten mensen leren zeggen in welke relatie ze staan tot de moeders en tot de bodem. Er is een verband tussen graf en moederlichaam. Neolithische graven stonden in het teken van de ‘grote moeder’: overledenen werden begraven in foetushouding.

Een belangrijke fase in de emotionele ontwikkeling van de mens is de innesteling van de eicel in de baarmoeder – een gebeurtenis misschien wel even wonderbaarlijk als de geboorte zelf. Uit onderzoek naar baby's geboren tijdens de Hongerwinter en vlak daarna blijkt dat juist baby's die tijdens de Hongerwinter zijn verwekt een slechtere gezondheid hebben.

 Placenta van de farao

5. De oerbegeleider
Het meest bizarre aspect van de microsfeer is de rol van de placenta, volgens Sloterdijk ‘het versmaad orgaan’. De placenta is als een baarmoederlijke butler, discreet en voedend, dat we na onze geboorte niet langer willen kennen. De plaats wordt overgenomen door bedden, kussens en dekens.

Vroeger waren er hele rituelen rond de placenta, bijvoorbeeld rond het begraven of nuttigen ervan – het werd beschouwd als een amulet, een double, een beschermengel. Voor de vroege Egyptenaren was de placenta van de farao een voorwerp van verering (als een vaandel; afbeelding hierboven).

Tegenwoordig wordt waarde gehecht aan een ander ritueel: het doorknippen van de navelstreng. Wie de snede aanbrengt is de eerste scheidinggever in de geschiedenis van het kind.

6. Onafscheidelijke begeleiders
Pasgeborenen staan er niet alleen voor, maar worden begeleid door de moeder, de genius (god) en engelen. Zij vormen een beschermend membraam (medium, sluis, wisselaar, bel) rond de binnenwereld van het individu en helpen om het kind klaar te stomen voor complexere vraagstukken.

Bij de eerste ervaringen van een pasgeborene speelt de gevoelservaring een rol, die op dat moment uitstijgt boven de optische ervaring (bij baby’s speelt het zien een ondergeschikte rol).

Odysseus en de Sirenen, John William Waterhouse (1891)

7. De ‘luistergemeenschap’
Sloterdijk vraagt zich af hoe het mogelijk is dat ik voor miljarden boodschappen een rots ben waartegen ze zonder weerklank te pletter slaan, terwijl bepaalde stemmen en instructies mij onmiddellijk in beweging brengen? Hierbij past het verhaal van Homerus over Odysseus en de Sirenen, dat leert dat je op je hoede moet zijn voor een bepaald soort oorstreling (afbeelding hierboven).

Uit onderzoek is gebleken dat kinderen in het lichaam van de moeder dankzij de vroege ontwikkeling van het oor reeds uitstekend kunnen horen. Dat legt op de moeder de verplichting om je zo te gedragen dat je eigen stemming op elk moment een passende investering is in een gedeeld leven.

Mensen, als bewoners van sferen, vormen een luistergemeenschap – het sociale leven valt over de groep als akoestische stolp.

Van het ‘intieme’ naar het ‘onvertrouwde’
Iedereen staat op een of andere manier en op enig moment met iemand anders in nauw contact. Men moet er altijd rekening mee houden dat er anderen in het spel zijn, ook al blijven hun aantal, positie en gezindheid onduidelijk. En daarmee overschrijden we de grens tussen microsfeer en macrosfeer, waarbij de intieme bel (zoals hier beschreven) tot wereldformaat wordt opgeblazen.

Volgens Sloterdijk heeft de mens zichzelf tot ballingschap veroordeeld en uitgewezen uit een niet meer voor te stellen geborgenheid – de zeepbellen zijn uiteengespat. De mens ontdekte ver verwijderde melkwegstelsels en de meest spookachtige componenten van de materie; een buitenwereld zonder mensen.

De mens wordt uit zijn intieme binnenwereld opgeroepen tot "Kom hierheen", d.w.z. naar het onvertrouwde ('Ungeheure') buiten, waar zich globaliseringsoorlogen en technische revoluties afspelen. De vraag luidt: "WAAR zijn we, wanneer we in het ‘onvertrouwde’ zijn?"
De macrosferologie geeft antwoorden (via een volgende blogpost).

maandag 6 april 2015

3 Dimensies van 3D-printen

3D-printen bestaat al meer dan twintig jaar. Pas enkele jaren geleden groeide het uit tot een soort hype. Vervolgens werd 3D-printen een gangbare productiemethode – de hype voorbij, maar nog steeds fascinerend.


Een archaïsche voorloper van het 3D-printen is de banketbakker die met een spuitzak een laag slagroom op een taart aanbrengt. Bij 3D-printen wordt op een ondergrond of een vorige laag een laag materiaal aangebracht. Door die volgende laag ten opzichte van de vorige iets te veranderen ontstaat er een vorm.

In een goed gekozen combinatie van printtechniek, materiaal, ontwerp en nabewerking kent 3D-printen vele mogelijkheden. Zo zien we op de foto hierboven een robot-gestuurde printkop die een object maakt, waarbij telkens een laag van 0,9 millimeter plastic wordt aangebracht. Dit is een apparaat voor het grove werk, bij de meeste 3D-printers wordt de printdikte in micrometers uitgedrukt.

Waarom 3D-printen?
Om te beginnen (zie mijn blogpost “Waarom je trouw blijft aan grote leiders” van 19 oktober 2013) de vraag waarom 3D-printen relevant is.
3D-printen kent verschillende voordelen ten opzichte van de gangbare bewerkingsmethoden, zoals verspanen, frezen en schuren – methoden waarbij materiaal wordt verwijderd om een specifiek object te vormen. Bij 3D-printen breng je het materiaal alleen aan waar je het nodig hebt. Dat brengt ons bij het eerste voordeel: materiaalbesparing.

Datzelfde voordeel uit zich in gewichtsbesparing, wat in de automobielindustrie van groot belang is om brandstofbesparingen te realiseren. Met 3D-printen kunnen structuren worden gemaakt die gangbare constructies uit massief materiaal vervangen door een soort geraamte, dat licht en tegelijkertijd stevig is. Bij die botachtige structuren kan een ongelooflijke fijnheid worden bereikt die met filigraan en kant vergelijkbaar is – lichtgewicht en verrassend stevig, een mooi voorbeeld van ‘biomimicry’.

Met 3D-printen kunnen complexe vormdelen worden gemaakt die met andere methoden niet of slechts uiterst moeizaam te realiseren zijn. Denk aan gecompliceerde koelkanalen en spruitstukken voor motoren. De ideale luchtstroom kan in een 3D-geprint vormdeel exact worden bereikt.

Dankzij 3D-printen kunnen productiestappen worden overgeslagen. Voor een bepaald metalen vormdeel zijn bijvoorbeeld 39 gangbare productiestappen nodig, die met 3D-printen tot negen stappen kunnen worden gereduceerd.

Hardware-Software-Materialen
De mogelijkheden van 3D-printen worden bepaald door drie dimensies: de hardware (de printer), de software (de programmatuur) en de materialen (de voeding voor de printer). Een optimaal resultaat wordt bereikt met de juiste printer, die op een correcte wijze wordt aangestuurd en die wordt gevoed met het juiste materiaal.

1. Hardware
Er zijn verschillende 3D-printtechnologieën. De meest gangbare zijn fused deposition modeling (FDM) en stereolithografie. Bij FDM wordt een object laag voor laag opgebouwd door met een ‘printkop’ gesmolten materiaal op de vorige laag aan te brengen. De vloeibare laag stolt door afkoeling tot een vaste laag. Terwijl het object wordt opgebouwd, beweegt de printkop omhoog. Voor FDM worden kunststoffen gebruikt, die als draadmateriaal (filament) op haspels verkrijgbaar zijn.

Bij stereolithografie wordt een object laag voor laag uit vloeistof (hars) opgebouwd. De vloeibare laag wordt onder invloed van uv-licht (of laserlicht) een vaste laag. De lichtbron fungeert hier als ‘printkop’, de vloeistoffen worden fotopolymeren genoemd. Wanneer een laag is aangebracht, zakt het object – dat op een platform staat – dieper in het bassin.

Het vergt een investering als je extra wensen hebt, bijvoorbeeld wat betreft nauwkeurigheid, formaat of de mogelijkheid om materialen te combineren. De aanschafprijs voor een 3D-printer loopt uiteen van ruwweg 2.000 tot 100.000 euro.

2. Software
Door de toenemende rekenkracht van processoren heeft het 3D-printen een enorme vlucht genomen. Er worden hoge eisen gesteld aan de software die zorgt dat een object in de gewenste detaillering wordt geprint, bij voorkeur zo efficiënt mogelijk.

Scanning is een verwante technologie, want daarmee worden bestaande objecten in een printbestand omgezet. Het menselijke hoofd op basis van de scan van een echt hoofd is een favoriet demonstratie-object. Of kunstobject, zoals de scans van de IJslandse zangeres Björk, die momenteel te zien zijn in het Museum of Modern Art (MoMA) in New York.

3. Materialen
In FDM-printers worden kunststoffen gebruikt, vooral polymelkzuur (PLA) en acrylonitril-butadieen-styreen (ABS). Daarnaast is 3D-printen mogelijk met metalen (titanium, koper, zilver), keramiek, zand en – gewoon omdat het kan – met chocolade en suiker.
3D-printen met zand? Ja, om matrijzen voor metaalgieterijen te maken. Silica wordt daarbij met een (oplosbaar) bindmiddelen, bijvoorbeeld waterglas, tijdens het printen aan elkaar ‘geplakt’.

Wat de inkt cartridges zijn voor het verdienmodel van de fabrikanten van conventionele printers, zijn de haspels met filament voor de fabrikanten van 3D-printers.

Toepassingen
Er bestaan ruwweg twee segmenten. Enerzijds het kleinschalige (home) gebruik, waartoe eindgebruikers rechtstreeks toegang hebben; voor kleine bedrijven, kunstenaars (sieraden) en hobbyisten (modelbouw). Voor deze doelgroep zijn op verschillende plaatsen openbare werkplaatsen, zgn. makerspaces of fablabs, ingericht, zoals FabLab Maastricht.

Anderzijds het professionele segment, waar 3D-printen Additive Manufacturing wordt genoemd. In dit segment gaat het om het vervaardigen van prototypes (daar is het allemaal mee begonnen), medische implantaten, matrijzen, een scala aan onderdelen voor de maakindustrie en het gebruik in de tandheelkunde.

Zie mijn blogpost “Why TEDxMaastricht is a recipe for discovery” van 27 oktober 2014 voor de toepassing van 3D-printen in de architectuur.

Verbeteringen
Verbeteringen bij het 3D-printen worden gezocht in grotere nauwkeurigheden (en daarmee het reduceren van de nabewerking), minder storingen, hogere printsnelheden, de combinatie van verschillende materialen qua eigenschappen en kleuren en in de toevoeging van additieven – en dat alles tegen lagere kosten. Ook wordt gezocht naar een betere vormvastheid.

 Arburg Freeformer

Brightlands en 3D-printen
3D-printen is een van de ontwikkelingen voor Brightlands, zoals je kunt nalezen in mijn blogpost “28 Spraakmakende ontwikkelingen op Brightlands Chemelot Campus” van 12 januari 2015. Onlangs heeft Chemelot Innovation and Learnings Labs (CHILL) op de campus een Arburg Freeformer 3D-printer besteld. Deze industriële 3D-printer wordt gevoed met kunststof granulaat in plaats van filament. CHILL-studenten kunnen zo kennismaken met een professionele 3D-printer en die gebruiken voor het testen van materialen.