Welk materiaal gebruik ik voor mijn printer?

Het aantal additieve productietechnologieën in 3D-printen neemt gestaag toe. Steeds meer materialen zijn beschikbaar. Inmiddels zijn bijvoorbeeld 3D-chocoladeprinters succesvol op de markt. Beslissend voor het juiste 3D-printermateriaal is het gebruiksdoel. Alle varianten hebben hun specifieke voor- en nadelen. De tweede factor om rekening mee te houden is de hardware: niet elke printer kan met elk 3D-printermateriaal omgaan.

KUNSTSTOFFEN

FDM (fused deposition modeling) is een van de bekendste 3D-printtechnieken en wint steeds meer aan populariteit in de hobbysector. 

Kunststoffilamenten zoals PLA, PET-G, ABS en vele andere samenstellingen, met verschillende eigenschappen, zoals bijvoorbeeld weersbestendigheid, UV-bestendigheid, chemische bestendigheid, enz., hebben één ding gemeen:

Ze kunnen met de juiste temperatuurinstellingen met een 3D-printer tot een onderdeel worden gevormd. Simpel gezegd.

Om precies te zijn, wordt het kunststof gesmolten en laag voor laag op het bewegingsvlak aangebracht. Hoe fijner de hoogte van de lagen, hoe minder je de afzonderlijke lagen met het blote oog ziet. Maar op deze manier verlengt de printtijd enorm. Natuurlijk spelen ook andere factoren een rol bij de tijd, bijvoorbeeld de vulling (Infill) of de wanddikte.

Het filament moet bij voorkeur worden gedroogd of in een doos met silica worden bewaard, omdat kunststoffen over het algemeen de neiging hebben vocht op te nemen, wat zich in het printresultaat kan uiten. Daarom worden ook verwarmde droogboxen aanbevolen.

Bij 3D-printers met Bowden-extruder wordt aanbevolen het filament van de zijkant toe te voeren, terwijl bij een direct-extruder een toevoer van bovenaf voordelig is.

Elastische filamenten zoals TPU kunnen slechts beperkt met een Bowden-extruder worden geprint, omdat de afstand tussen de aandrijfwielen en het hotend zo groot is dat het flexibele filament niet genoeg kracht heeft om door de nozzle te worden gedrukt en in plaats daarvan al in de PTFE-buis kan draaien.

RESIN/HARS

SLA (stereolithografie) is de oudste printmethode en is door de bewezen technologie nauwelijks veranderd. 

Hierbij wordt resin (meestal met een golflengte van 405nm) in een bakje gevuld. Na het starten van het printen beweegt een platform van bovenaf in het bakje en blijft op de eerste laaghoogte staan; op dat moment worden de eerste posities van het object van onderaf met UV-licht belicht en verharden aan het platform. Zo bouwt de print zich laag voor laag op en uiteindelijk hangt het voltooide object ondersteboven aan het platform en kan met een spatel worden losgemaakt.

Het voltooide object moet nu nog worden gewassen met een Wash & Cure met IPA en daarna worden nagedroogd met UV-licht.

Met deze printmethode kunnen uiterst gedetailleerde sculpturen, maar ook functionele onderdelen worden vervaardigd. 

De hars die daarbij wordt gebruikt, is verkrijgbaar in vele verschillende kleuren. Ook transparante of flexibele resin kan met goede instellingen eenvoudig worden geprint. 

METAAL

SLS (selectief lasersinteren) is de topklasse in additive manufacturing.

Eenvoudig uitgelegd:

Met een rakel wordt metaalpoeder machinaal laag voor laag aangebracht en na elke rakelbeweging wordt het object met een laser opgebouwd. 

Aan het einde heb je een grote bouwruimte gevuld met poeder, waaruit je met speciale afzuigsystemen en een kwast de voltooide objecten moet verwijderen.

Het geniale is dat het poeder tegelijkertijd als steunstructuur voor de objecten dient en hergebruikt mag worden. Zeer complexe geometrieën kunnen met deze methode worden vervaardigd en er kan een hoge seriekwaliteit worden bereikt.

Momenteel zijn de aanschafkosten voor dergelijke apparaten en de benodigde accessoires erg hoog en daarom meer geschikt voor industrieel/zakelijk gebruik.

KERAMIEK

Het was slechts een kwestie van tijd voordat deze methode ook in 3D-printen werd toegepast. Inmiddels zijn SLA, DLP, FDM, Binder Jetting en zelfs SLS-methoden aangepast aan het keramische materiaal klei. Volgens een studie zal keramisch printen in 2025 volwassen worden en zich vervolgens vestigen als productietechniek voor diverse sectoren.