Hoe 3D Printing Werkt


Wat is 3D Printing?

3D Printing is normaal printen, maar dan laag, op laag, op laag, tot een hoogte ontstaat. Er zijn reeds verscheidene technologiën die dit verwezenlijken.

Welke technologieën zijn er reeds?

FFF (Fused Filament Fabrication), ookwel DLP(Deposit Layer Printing)Hierbij wordt een draadje Filament* aangevoerd, verhit en door een miniem spuitgaatje geperst op een printbed, laag achter laag, tot het naar de printer gestuurde 3D model* vorm krijgt. Sommige gebruiken ook extra verharder.
SLS(selective laser sintering) ook wel bekend als poeder-printenHierbij wordt de gewenste eindstof in stof-fijn poeder laag per laag door een laser aan mekaar "gesintert": een process dat het stof genoeg smelt om te hechten, doch niet om vloeibaar te worden. Het poeder wordt laag per laag opnieuw gelijk verdeeld door de bodem van de bak telkens een fractie te laten zakken. Op het einde verschijnt er magisch een 3D object uit de nu volle bak poeder.
SLA(StereoLithography Apparatus) beter bekend als resin-printen. Hierbij wordt, door licht uithardbare,  resin(hars) in een bad gegoten met een glazen zijde, en een lift zijde. Het lift platform wordt de start van de print en trekt geleidelijk aan omhoog, uit het bad.Alvorens de eerste hoogte-stap wordt verricht, verlicht een projector met verwijderde UV-filters een patroon op het platform, door het bad heen. Door de brandfocus af te stellen op exact het platform kan je zo, ondersteboven, op dezelfde, laag-per-laag-manier, 3D objecten bouwen.

Filament

Filament is de benaming van allerhande soorten draadjes aanvoermiddel voor 3D Printers.Het meest gangbare materiaal is

PLA

(Poly-Lactic-Acid(melkzuur)) Gemaakt van biologisch afbreekbare materialen zoals suikerriet. De stof resulteert in een vrij harde plastiek die de neiging heeft te breken alvorens te plooien. Uitstekend voor scherp gedetailleerde 3D Prints. Een voorbeeld van PLA in het dagelijkse leven zijn de doorzichtig plastieken ei-dozen. Het is volledig recycleerbaar.

Een ander gangbaar materiaal is

ABS

(Acrylonitril-butadieen-styreen)

Een lab-ontwikkeld rubber-latex mengeling oorspronkelijk ontwikkelt door N.A.S.A. , ondertussen meestvoorkomend in de autoindustie in onder meer bumpers dashboards en deurpanelen.De slagvastheid en flexibiliteit maakt het uitstekend als schokabsorberend materiaal in aanrijdingen.Zeer ecologisch onvriendelijk, en door de krimp-eigenschappen niet geschikt voor 3D prints groter dan 10- op 10- op 10 cm. Het is echter wel volledig recycleerbaar. Het kan ook gesmooth worden.

Dan is er ook nog

PET-G

(Polyethyleentereftalaatglycol) is een modificatie van polyetheentereftalaat (PET) die bepaalde nadelen van pet vermindert. In het kort: PET kristaliseert graag als het afkoelt. En omdat doorzichtig mooier is dan melk wordt het razendsnel afgekoeld om dit te voorkomen. PET-G heeft een chemische aanpassing ondergaan die dit elimineert. Zodoende blijft het steeds hetzelfde tijdens hittebewerkingen. In het dagelijkse leven vind je PET terug als frisdank-flessen, fleece-truien, etc.

Tot zijn er de speciale filamenten. Speciaal omdat ze voornamelijk exclusief voor 3D Printing zijn ontwikkelt, duurder dan de gangbare materialen zijn, en of echt speciale eigenschappen hebben.

PVA

(Polyvinyl alcohol) is wateroplosbaar. PVA is volledig afbreekbaar en lost snel op. PVA heeft een glasovergangstemperatuur van ongeveer 85 ° C (185F). Het ontbindt snel boven 200 ° C doordat het pyrolyse kan ondergaan bij hoge temperaturen.

HIPS

(High Impact Polystyrene) is een door Limoneen oplosbaar ondersteuningsfilament voor ABS prints. Doordat PVA de hogere ABS-printtemperatuur niet aankan, is het ongeschikt als ondersteuning. HIPS kan dit wel, en is oplosbaar in Limoneen, welk het ABS niet aantast. Limoneen vindt u terug in veel ecologische poets en afwasproducten als biologische ontvetter. In hoge concentraties echter, is het allesbehalve ecologisch.

Hout

In feite een mix bestaande uit 30%PLA en 70% houtstof. Het resultaat lijkt geperste MDF. Leuk detail: verscheidene kleuren zijn reeds verkrijgbaar bij verschillende producenten, en als dat niet leuk genoeg is, je kan de kleur tijdens het printen beïnvloeden door met de temperatuur te spelen. Hout brandt immers. Zo konden we reeds waterschade op een juwelendoosje nabootsen.

Koper

Gezien de hoge smeltteperatuur van koper is koperfilament uiteraard geen puur koper. het is koperstof gemend met PLA , Flexibel, of verdampend filament, afhankelijk van de fabrikant. Voelt en weegt net als koper.

Brons

Weerom een gemend filament. Bestaande uit 30%PLA en 70%bronsstof. De uiteindelijke prints dien je op te schuren tot de printlijntjes onzichtbaar worden. Dan kan je je print oppoetsen alsof het ware puur brons. Voelt, net als koper, lekker natuurgetrouw zwaar aan.

Aluminium

In feite aluminiumoxide vermengd met andere filamenten. Komt antracietkleurig uit.

Ijzer

PLA met ijzerpoeder stof. De uitendelijke prints kan je laten roesten in een zout badje.

Magnetisch ijzer

De naam zegt het zelf. Magnetisch gevoelig stof wordt in het filament vermengd. Magneten hechten zich eraan en het kan in beperkte mate gemagnetiseerd worden.

Zandsteen

Reeds in 3 kleuren: zandsteen, baksteen, en grafiet. Een minimale hoeveelheid PLA of hitte bindend filament wordt met zandstof gemend en ge-extrudeert. Het eindresultaat lijkt uit steen gefreesd.

Carbon

Micro carbonvezels worden gemengd met verscheidene filamenten, afhankelijk van fabrikant. Hiermee printen slijt de messing printkoppen van de commerciële 3D printers in een mum van tijd naar grotere diameters. Het resulteert echter in prints met een ongelooflijke gewicht/sterkte verhouding. Zeer prijzige stof, en dus ook prijzig filament.

Flexibel

In allerhande kleuren, en types, doch steeds op rubber of latex basis. uitermate geschikt als anti-slip, rekkende toepassingen, verende en scharnierende toepassingen. Hiermee een vol 8-vormpje printen maakt een uitstekend scharnier voor hardere stukken, met de bolle stukken als bevestiging, en de hals als scharnierpunt.

CoPolyester

Een chemisch broertje van Pet. Compleet thermoplastisch en dus volledig recycleerbaar. Colorfabb XT bijvoorbeeld is een voedselveilige CoPolyester.

Warmtekleurend

Een polymeer dat meestal verkleurt omtrent 30°C, het komt voor in licht flexibele en harde vorm. Meestvoorkomende kleurcombinaties zijn Bruin-Rood, Geel-Transparant, en Groen-Blauw.

Geleidend

Met koolstof vermengde ABS. ABS kan statisch geladen worden, en de toevoeging van koolstofvezels maakt ABS geleidend. Beschik je reeds over een Dual-head-3D-Printer? Dan kan je reeds je eigen printplaten printen...

PEEK

(Polyetheretherketon)bied een unieke combinatie van uitstekende chemische bestendigheid, hoge temperatuurbestendig- heid en zware mechanische belastbaarheid. De continu toelaatbare gebruikstemperatuur van deze materialen bedraagt 250 °C met de mogelijkheid van kortstondige tempera- tuurpieken tot 310 °C. De lage thermische uitzettingscoëfficiënt, hoge materiaalstijfheid en uitstekende weerstand tegen krimp geven polyetheretherketon een goede maatvastheid. Verder zijn deze materialen van nature uit vlamdovend, hebben goede thermisch en elektrisch isolerende eigenschappen en bieden een goede weerstand tegen microgolf-, X- en gammastralen. Polyetheretherketon is geschikt voor rechtstreeks contact met levensmiddelen, voor hoge zuiverheidsomgevingen en zelfs voor bio-compatibiliteit. Daarbij laat het zich zeer goed steriliseren.Het bezit van nature uit, ook goede glij- eigenschappen.

PC

(Polycarbonaat)Polycarbonaat is een stevig, hard en helder transparant materiaal dat in tegenstelling tot de meeste andere kunststoffen hoge temperaturen aankan. Het is makkelijk in gebruik en wordt daarom veel gebruikt voor een groot gebied aan toepassingen zoals cd's, en dvd's maar ook veiligheidsbrillen,helmen, helmvizieren, politieschilden, verschillende mobiele telefoons, drinkflessen en verpakking van voedingsmiddelen zijn vaak van polycarbonaat. Polycarbonaat dat niet volgens de Good Manufacturing Practice regels geproduceerd is en in contact komt met voedingsmiddelen kan ervoor zorgen dat het schadelijke bisfenol A door de mens opgenomen wordt.

POM

(Polyoxymethylene)Last but not least. Een sterkere variant in thermoplastisch filament. Het bezit uitstekende zelf-bindende eigenschappen die laagsplijting nagenoeg onbestaande maken. Een verwarmd bed is ook onnodig met dit filament. Het krimpt amper, en cooling fans zijn ook onnodig. Uitstekend geschikt(en gebruikt ) voor mechanische toepassingen als tandwielen. Het is hard, slijtvast, en je kan er accuraat mee printen.