Welk materiaal gebruik ik voor mijn printer?

Het aantal additieve productietechnologieën in 3D-printen neemt voortdurend toe, en er zijn steeds meer materialen beschikbaar – van standaardkunststoffen tot metaalpoeders. De juiste materiaalkeuze hangt af van het gebruiksdoel: elke materiaalsoort heeft zijn eigen voor- en nadelen. De tweede belangrijke factor is de hardware – niet elke printer kan met elk materiaal overweg.

Kunststoffen (FDM)

FDM (Fused Deposition Modeling) is een van de bekendste 3D-printtechnieken en wordt steeds populairder in de hobbysector.

Kunststoffilamenten zoals PLA, PETG, ABS en vele andere samenstellingen verschillen in eigenschappen zoals weersbestendigheid, UV-bestendigheid of chemische bestendigheid. Wat ze gemeen hebben: met de juiste temperatuurinstellingen kunnen ze in de 3D-printer tot een onderdeel worden gevormd.

In eenvoudige bewoordingen: het kunststof wordt gesmolten en laag voor laag aangebracht. Hoe fijner de laaghoogte, hoe minder de afzonderlijke lagen met het blote oog zichtbaar zijn – maar de printtijd wordt daardoor aanzienlijk langer. Ook de vulling (infill) en wanddikte beïnvloeden de printtijd.

Filament moet zo droog mogelijk worden bewaard, bijvoorbeeld in een doos met droogmiddel, omdat kunststoffen over het algemeen vocht uit de lucht opnemen – wat anders zichtbaar wordt in het printresultaat. Daarom worden ook verwarmde droogboxen aanbevolen.

Bij Bowden-extruders wordt meestal aangeraden het filament van de zijkant toe te voeren, bij een Direct-extruder is een toevoer van bovenaf voordeliger.

Elastische filamenten zoals TPU zijn met een Bowden-extruder slechts beperkt te printen: de lange afstand tussen aandrijfwielen en hotend kan ervoor zorgen dat het flexibele filament niet genoeg kracht heeft om betrouwbaar door de nozzle te worden gedrukt en in plaats daarvan in de PTFE-buis draait.

Resin/Hars (SLA)

SLA (Stereolithografie) is een van de oudste 3D-printtechnieken en is in zijn basisprincipe nauwelijks veranderd.

Hierbij wordt resin (meestal met een belichtingsgolflengte rond 405 nm) in een bakje gegoten. Na het starten van de print beweegt het bouwplatform van bovenaf in de bak en stopt bij de eerste laaghoogte. Van onderen hardt UV-licht de betreffende laag aan het platform uit. Zo wordt de print laag voor laag opgebouwd, totdat het voltooide object ondersteboven aan het platform hangt en met een spatel losgemaakt kan worden.

Het voltooide object moet daarna in een Wash&Cure-station met IPA worden gewassen en vervolgens met UV-licht worden nagedroogd.

Met deze techniek kunnen zowel gedetailleerde sculpturen als belastbare functionele onderdelen worden gemaakt. Het gebruikte hars is in veel kleuren verkrijgbaar, ook transparant of flexibel resin kan met de juiste instellingen goed worden geprint.

Metaal (SLM/DMLS)

Voor metalen onderdelen worden technieken zoals SLM (Selective Laser Melting) of DMLS (Direct Metal Laser Sintering) gebruikt – vaak in de volksmond simpelweg "metaal-3D-printen" genoemd.

In eenvoudige bewoordingen: met een rakel wordt metaalpoeder machinaal laag voor laag aangebracht en na elke rakelbeweging volledig met een laser gesmolten, waardoor het object laag voor laag wordt opgebouwd.

Aan het einde blijft een grote, met poeder gevulde bouwruimte over, waaruit de voltooide objecten met speciale afzuiginstallaties en borstels moeten worden gehaald. Het niet gesmolten poeder dient tegelijkertijd als steunmateriaal voor het object en kan deels worden hergebruikt.

Met deze techniek kunnen zeer complexe geometrieën worden vervaardigd, met een hoge seriekwaliteit. De aanschafkosten voor apparaten en benodigde accessoires zijn momenteel nog hoog, waardoor deze techniek vooral geschikt is voor industriële en commerciële toepassingen.

Keramiek

Ook keramische materialen zoals klei kunnen inmiddels met aangepaste SLA-, DLP-, FDM-, Binder-Jetting- en SLS-technieken worden verwerkt. Keramisch printen heeft zich de afgelopen jaren ontwikkeld als een extra productiemogelijkheid voor diverse sectoren, maar wordt nog steeds veel minder vaak gebruikt dan kunststof- of resin-printen.

Veelgestelde vragen (FAQ)

Welk materiaal is het meest geschikt voor beginners?

FDM met PLA-filament is de eenvoudigste instap – lage aanschafkosten, eenvoudige bediening.

Is metaal-3D-printen toegankelijk voor particulieren?

Momenteel nauwelijks – de hoge aanschafkosten voor apparaten en accessoires maken deze technieken vooral relevant voor industrie en bedrijven.