Een werkende machine ontwerpen en bouwen in 100 uur: het Zandkasteelproject

Bij Post en Dekker draait alles om innovatie, creativiteit en het oplossen van complexe vraagstukken. Onlangs kregen we de kans om deze kwaliteiten te combineren tijdens een interne Rock: het Zandkasteelproject. De uitdaging was duidelijk: bouw een machine die zelfstandig een zandkasteel kan maken voor maximaal 500 euro en binnen 100 uur. Een project met een strak budget, een strakke deadline en een ambitieuze doelstelling.

Met deze uitdaging in gedachten konden we onze kennis in mechatronica verdiepen en tegelijkertijd samen aan een leuk project werken. Het werd het perfecte moment om als team onze krachten te bundelen en iets te creëren dat zowel technisch uitdagend als ontzettend leuk zou zijn. Dit is het verhaal van hoe we onze zandkasteelprinter bouwden en welke lessen we onderweg leerden. 

De oorspronkelijke uitdaging: een machine bouwen in 100 uur

Zoals altijd bij Post en Dekker, hadden we een ambitieus doel voor ogen: een machine die zelfstandig zandkastelen kon printen. Maar zoals vaak het geval is bij technische projecten, moesten we eerst bepalen wat we echt nodig hadden om het project succesvol te maken. En dat betekent keuzes maken.

Aanvankelijk dachten we eraan om ook het zand aanvoeren naar de printer te automatiseren, maar na enkele brainstormsessies bleek dit niet haalbaar binnen de beperkte tijd. Wat we wel konden maken, was een robot die de taak van het printen zelf uitvoerde, gebaseerd op een FDM (Fused Deposition Modeling) 3D-printer, aangestuurd door een Raspberry Pi. 

De specifieke oplossing: een 3D-printer voor zandkastelen

“De uiteindelijke oplossing was briljant in zijn eenvoud. Beter ‘goed gejat dan slecht bedacht’ en daarom maakten we gebruik van wat er al was om aan de deadline te kunnen voldoen,” aldus Menno, een van de engineers op dit project. We besloten de technologie van een 3D-printer te gebruiken, maar in plaats van plastic filament, zou de printkop een mengsel van zand en water extruderen. Een Raspberry Pi zou de besturing van de printer verzorgen, en de machine zou via een aangepaste software versie van het moederbord van de 3D-printer worden aangestuurd.

Het ontwerp bestond uit drie belangrijke onderdelen: 

• Mechanisch en elektrisch ontwerp: De machine werd uitgerust met twee steppermotoren die de beweging van de printkop reguleerden in het X-Y-vlak, zodat we elke gewenste vorm konden printen. De derde motor was bedoeld om het zand uit het reservoir naar de printkop te brengen. 
• Software: De software was misschien wel de grootste uitdaging. We moesten een aangepaste versie van de standaard 3D-printer software maken om ervoor te zorgen dat de machine niet alleen in 3D printte, maar ook zand op de juiste manier kon extruderen en in lagen kon opbouwen. 
• Teamwork: Met zeven teamleden en onze onvermoeibare stagiaires werkten we in shifts om de machine te bouwen. Dankzij onze flexibele werkwijze en het scrumbord konden we soepel de taken verdelen en ervoor zorgen dat niemand in elkaars vaarwater zat. Dit was cruciaal, aangezien de teamleden elkaar afwisselden en we gedurende de zomer niet allemaal continu aan het project konden werken. 

Het samenwerkingsproces: scrum en flexibiliteit

Met een projectteam van zeven mensen was goede communicatie en duidelijke taakverdeling essentieel. Elk teamlid had een specifieke rol, waardoor we konden parallel werken en in korte tijd flinke stappen konden zetten. De taken waren duidelijk afgebakend: 

• Eén team werkte aan het frame van de 3D-printer, waarmee we de basisstructuur bouwden.
• Een ander team was verantwoordelijk voor de printkop en het zandaanvoersysteem.
• Het derde team, bestaande uit onze software-experts, werkte aan de besturing van de machine en het oplossen van elektrische vraagstukken.

Doordat we een scrum-structuur hanteerden en het scrumbord actief bijhielden, konden we flexibel inspelen op eventuele problemen en snel taken overnemen van elkaar. Dit maakte het mogelijk om in de beperkte tijd van twee maanden van idee naar functionele machine te gaan. 

De concrete resultaten: een werkende zandkasteelprinter

De machine werkte uiteindelijk perfect – al was het niet zonder de nodige uitdagingen onderweg. We hadden een volledig functionerende 3D-printer die zandkasteeltjes kon printen, al was het resultaat voorlopig nog vrij simpel. De software werkte, maar we moesten een paar verbeteringen aanbrengen om echt gedetailleerde kastelen te printen.

Zoals het vaak gaat bij innovatief werk, stuitten we tijdens de implementatie op problemen die we niet in een keer konden oplossen. De machine werkte uitstekend, maar er was nog ruimte voor verbetering, vooral op het gebied van de zandaanvoer en de software. Gelukkig is er altijd ruimte voor verdere ontwikkeling, en dit project gaf ons het vertrouwen dat we in de toekomst nog veel grotere en complexere systemen kunnen bouwen. 

Belangrijke lessen: wat hebben we geleerd?

Dit project was een uitstekende leerschool voor het hele team. Er zijn een aantal belangrijke lessen die we uit deze ervaring hebben gehaald: 

• Samenwerken onder tijdsdruk: Wanneer meerdere mensen aan een project werken binnen een strikte tijdslimiet, is duidelijke communicatie essentieel. Door een effectieve taakverdeling en het gebruik van Scrum konden we effectief samenwerken, ook al moesten mensen elkaar in shifts afwisselen. 
• Software vraagt om tijd: De ontwikkeling van de software kostte meer tijd dan we aanvankelijk hadden ingeschat. We hadden het graag sneller willen afronden, maar de ervaring met softwareontwikkeling was waardevol. Een van onze software-experts, speelde een cruciale rol in het uiteindelijk werkend krijgen van de machine.
• Binnen beperkte tijd kun je mooie dingen bereiken: Ondanks de tijdsdruk hebben we iets heel bijzonders neergezet. Het laat zien dat met de juiste focus, samenwerking en inzet veel mogelijk is, zelfs in een kort tijdsbestek. 

Wat zegt de klant?

Zoals bij veel projecten is de klant uiteindelijk degene die bepaalt of het een succes is. En in dit geval was de klant… onszelf! En we waren erg tevreden met het resultaat. Zoals één van de teamleden het verwoordde: "Het was belachelijk groot succes."

Deze Rock (intern verbeter project) heeft ons niet alleen geholpen meer ervaring op te doen op het gebied van mechatronica, maar heeft ons ook de mogelijkheid gegeven om onze technische capaciteiten verder uit te breiden. Het zandkasteel is dan misschien simpel, maar de reis ernaar toe was allesbehalve dat. 

De zandkasteelprinter als symbool voor innovatie

Het zandkasteelproject is een perfect voorbeeld van hoe we bij Post en Dekker complexe technische vraagstukken met creativiteit en samenwerking kunnen oplossen. Het is een toonbeeld van hoe technologie, teamwork en doorzettingsvermogen samenkomen om iets unieks te creëren. Hoewel de eerste versie van de zandkasteelprinter nog niet perfect is, kijken we al uit naar de volgende iteraties – en de grotere projecten die we in de toekomst zullen realiseren.

Benieuwd naar meer van onze innovatieve projecten? Lees ook over onze ervaring met mechatronica en hoe we succes boeken met Scrum.