3D Printen: De basics

3D printen is een technologie waarmee je fysieke objecten kunt maken door het laag voor laag opbouwen van materialen, zoals kunststof of metaal. Misschien heb je wel eens gehoord van deze technologie, maar weet je niet precies wat het inhoudt of wat de mogelijkheden zijn. In dit artikel gaan we dieper in op 3D printen en de verschillende technieken die er zijn, zoals FDM, SLS, SLA en MJF. We hopen dat dit je een beter begrip geeft van wat 3D printen is en hoe het je kan helpen om je ideeën tot leven te brengen.

Wat is 3d printen / additive manufacturing?

3D printen is een technologie die steeds meer mainstream wordt en die steeds meer toepassingsmogelijkheden kent. Maar wat is het eigenlijk precies? 3D printen, ook wel bekend als additive manufacturing, is een proces waarbij fysieke objecten worden geprint door het laag voor laag opbouwen van materialen. Dit in tegenstelling tot traditionele manufacturingmethodes, zoals frezen of gieten, die materialen verwijderen om een bepaald vorm te creëren.

Er zijn verschillende technieken om 3D-objecten te printen, zoals Fused Deposition Modeling (FDM), Selective Laser Sintering (SLS), Stereolithography (SLA) en Multi Jet Fusion (MJF). Elke techniek heeft zijn eigen unieke eigenschappen en toepassingsmogelijkheden. Met 3D printen kun je bijna elk denkbaar vorm maken, van simpele geometrische vormen tot complexe, gedetailleerde ontwerpen. In het bijzonder is FDM een technologie die snel beter wordt en die de industrie revolutioneert.

3D printen is bijzonder nuttig voor het maken van kleine hoeveelheden van producten, het snel maken van prototypes en het vervangen van onderdelen. Dit maakt het een waardevolle tool voor bedrijven en individuen die op zoek zijn naar een snelle, betaalbare en milieuvriendelijke manier om fysieke objecten te maken. In de afgelopen jaren is 3D printen steeds meer mainstream geworden en wordt het toegepast in allerlei verschillende industrieën, van de medische sector tot de lucht- en ruimtevaartindustrie. De toepassingsmogelijkheden zijn bijna eindeloos en het blijft een snelgroeiende en dynamische technologie.

Simpele principe van 3d printen

3D printen werkt door het laag voor laag opbouwen van materialen om een fysiek object te creëren. Dit gebeurt met behulp van een 3D-printer, die het ontwerp van het object volgt dat is gemaakt met behulp van speciale software.

Elke laag van het object bestaat uit fijne lijnen van het gekozen materiaal, zoals kunststof of metaal. De printer plaatst elke laag op het vorige, totdat het volledige object is geprint. De lagen worden zo dicht op elkaar geplaatst dat het object stevig en solide wordt.

Het aantal lagen dat nodig is om het object te maken, is afhankelijk van de complexiteit van het ontwerp en de grootte van het object. Sommige 3D-printers kunnen lagen met een dikte van minder dan 0,1 millimeter printen, wat resulteert in zeer gedetailleerde en precieze objecten.

3D printen biedt talloze voordelen ten opzichte van traditionele manufacturingmethodes, zoals het feit dat het snel, betaalbaar en milieuvriendelijk is. Het maakt het ook mogelijk om unieke, op maat gemaakte objecten te maken die niet gemakkelijk te verkrijgen zijn via andere methodes.

Verschillende technieken (FDM, SLA, SLS)

Fused Deposition Modeling (FDM)

FDM 3D printer

3D printen met de techniek van Fused Deposition Modeling (FDM) is een van de meest populaire en toegankelijke technieken voor het maken van fysieke objecten. Het werkt door het verwarmen van een draad van thermoplastisch materiaal, zoals PLA of PETG, totdat het vloeibaar wordt. Vervolgens wordt het vloeibare materiaal via een printkop op het printbed geplaatst, waar het afkoelt en hard wordt.

De printer beweegt het printbed en de printkop om het materiaal op de juiste plaats te plaatsen en de lagen op te bouwen tot het volledige object is geprint. FDM-printers kunnen lagen met een dikte van 0,1 tot 0,5 millimeter printen, afhankelijk van het model en de instellingen van de printer. Dit resulteert in solide en stevige objecten met een redelijke mate van detail en precisie.

FDM is een relatief eenvoudige en betaalbare techniek voor 3D printen, wat het populair maakt bij zowel professionele als particuliere gebruikers. Het is ook gemakkelijk te gebruiken en heeft een breed scala aan toepassingsmogelijkheden. Een van de belangrijkste voordelen van FDM is dat het compatibel is met een groot aantal materialen, waaronder verschillende soorten kunststof, glasvezelversterkt kunststof en nylon.

Bij ons is FDM 3D printen de standaard techniek en voor negen van de tien opdrachten de oplossing. In vergelijking met andere technieken is FDM ook relatief toegankelijk, met een breed scala aan betaalbare printers op de markt. Dit maakt het een goede keuze voor mensen die willen starten met 3D printen of voor bedrijven die op zoek zijn naar een betaalbare manier om prototypes te maken of kleine aantallen van producten te produceren.

Selectief lasersinteren (SLS)

SLS 3D printer

Selective Laser Sintering (SLS) is een 3D-printtechniek die gebruikmaakt van een laser om poedermateriaal te sinteren tot een volledig object. Sintering is het proces waarbij poedermateriaal wordt samengeperst en verwarmd totdat het zich verbindt tot een solide massa.

SLS-printers werken door een laag poedermateriaal op een printbed te plaatsen en vervolgens een laser te gebruiken om het materiaal op de plaatsen waar het object moet worden geprint, te sinteren. De printer beweegt het printbed en de laser om het object op te bouwen, laag voor laag. SLS-printers kunnen lagen met een dikte van 0,1 tot 0,3 millimeter printen, afhankelijk van het gekozen materiaal en de instellingen van de printer. Dit resulteert in solide en stevige objecten met een goede mate van detail en precisie.

Een van de belangrijkste voordelen van SLS 3D printen is dat het compatibel is met een breed scala aan materialen, waaronder kunststof zoals PA12 nylon en carbonLW. Dit maakt het geschikt voor een breed scala aan toepassingen en het is ook een snelle techniek, wat het geschikt maakt voor het maken van kleine aantallen van objecten of het snel produceren van prototypes.

SLS 3D printen is een geschikte techniek voor het maken van solide en stevige objecten met een goede mate van detail en precisie. Het is ook compatibel met een breed scala aan materialen en een snelle techniek, wat het geschikt maakt voor het maken van kleine aantallen van objecten of het snel produceren van prototypes. Echter, het is wel duurder dan sommige andere 3D-printtechnieken, zoals FDM, vanwege de kosten van het poedermateriaal en de duurdere printers. Dit maakt SLS 3D printen wellicht minder geschikt voor grotere productieruns of voor budgetgevoelige projecten.

Stereolithografie (SLA)

SLA 3D printer

Stereolithography (SLA) is een 3D-printtechniek die gebruikmaakt van een laser om fijnere lagen van fotopolymeer materiaal op te bouwen tot een volledig object. SLA-printers werken door een laag fotopolymeer op een printbed te plaatsen en vervolgens een laser te gebruiken om het materiaal te curen (uit te harden) op de plaatsen waar het object moet worden geprint.

Het is belangrijk om te benadrukken dat fotopolymeer, ook wel SLA resin genoemd, gevaarlijk kan zijn als het niet volledig uitgehard is. Daarom wordt bij SLA 3D printen vaak gebruik gemaakt van een resin bad, waarbij het printbed en het object na het printen in een bad met UV-curende oplossing worden geplaatst om het materiaal volledig te laten uitharden.

De printer beweegt het printbed en de laser om het object op te bouwen, laag voor laag. SLA-printers kunnen lagen met een dikte van minder dan 0,1 millimeter printen, wat resulteert in zeer gedetailleerde en precieze objecten. Het aantal lagen dat nodig is om het object te maken, is afhankelijk van de complexiteit van het ontwerp en de grootte van het object.

Een van de belangrijkste voordelen van SLA 3D printen is de hoge resolutie en het detailniveau van de geprinte objecten. Het is ook een snelle techniek, wat het geschikt maakt voor het maken van kleine aantallen van objecten of het snel produceren van prototypes. SLA is ook compatibel met een groot aantal materialen, waaronder verschillende soorten fotopolymeer en zelfs sommige metalen.

Een nadeel van SLA 3D printen is dat het materiaal duurder is dan sommige andere materialen voor 3D printen, zoals kunststof. Het is ook niet zo sterk als sommige andere materialen, wat het minder geschikt maakt voor toepassingen waarbij het object bestand moet zijn tegen zware belastingen.

Multi Jet Fusion (MJF)

MJF 3D printer

Multi Jet Fusion (MJF) is een 3D-printtechniek die gebruikmaakt van inkjettechnologie en resin om poedermateriaal te verhitten en te fuseren tot een volledig object. MJF-printers werken door een laag poedermateriaal op een printbed te plaatsen en vervolgens inkjets te gebruiken om het materiaal en resin op de plaatsen waar het object moet worden geprint, te verhitten. De printer beweegt het printbed en de inkjets om het object op te bouwen, laag voor laag. MJF-printers kunnen lagen met een dikte van 0,06 tot 0,1 millimeter printen, afhankelijk van het gekozen materiaal en de instellingen van de printer. Dit resulteert in solide en stevige objecten met een goede mate van detail en precisie.

Een van de belangrijkste voordelen van MJF 3D printen is dat het een zeer nauwkeurige techniek is, wat het geschikt maakt voor het maken van precisie-onderdelen met fijne details. Het is ook een snelle techniek, wat het geschikt maakt voor het maken van kleine aantallen van objecten of het snel produceren van prototypes.

Een nadeel van MJF 3D printen is dat het materiaal duurder is dan sommige andere materialen voor 3D printen, zoals kunststof. Bovendien zijn MJF 3D-printers vaak duurder dan andere 3D-printers, zoals FDM-printers. Dit maakt MJF 3D printen in het algemeen duurder dan sommige andere 3D-printtechnieken.

MJF 3D printen is vergelijkbaar met Selective Laser Sintering (SLS), in die zin dat beide technieken gebruikmaken van poedermateriaal en dit verhitten of sinteren tot een volledig object. Echter, in plaats van een laser gebruikt MJF inkjets en resin om het poedermateriaal te verhitten en te fuseren. Dit maakt MJF 3D printen nauwkeuriger dan SLS, maar ook duurder en minder sterk.

De toekomst voor 3D printen

In de afgelopen jaren is 3D printen steeds meer mainstream geworden en heeft het zich ontwikkeld tot een belangrijk en veelbelovend gereedschap voor verschillende industrieën. Of het nu gaat om het maken van prototypes, het produceren van kleine aantallen van producten of het vervangen van onderdelen, 3D printen biedt veel mogelijkheden en kan een efficiënte en kosteneffectieve oplossing zijn.

In de toekomst verwachten experts dat 3D printen nog verder zal groeien en zich zal blijven ontwikkelen. Er zullen waarschijnlijk nieuwe technieken en materialen beschikbaar komen, wat het gebruik van 3D printen nog interessanter zal maken. Bovendien wordt verwacht dat 3D printen steeds meer zal worden geïntegreerd in het traditionele productieproces en dat het een belangrijke rol zal spelen bij het oplossen van problemen en het creëren van nieuwe mogelijkheden.

In het bijzonder verwachten experts dat Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printen steeds meer mainstream zal worden en de nieuwe standaard zal worden voor 3D printen. FDM 3D printen is al een populaire techniek vanwege de lage kosten, de beschikbaarheid van materialen en de gemakkelijke bediening, en de verwachting is dat deze techniek alleen maar beter zal worden in de toekomst.

Het is moeilijk om precies te voorspellen wat de toekomst voor 3D printen zal brengen, maar één ding is duidelijk: 3D printen heeft het potentieel om de manier waarop we producten maken te veranderen en kan een belangrijke rol spelen in de toekomst van de productie. Of je nu een bedrijf hebt of gewoon geïnteresseerd bent in 3D printen als hobby, het is zeker de moeite waard om de mogelijkheden van 3D printen te onderzoeken en te zien wat het voor jou kan betekenen.