Een van de belangrijkste kenmerken van de moderne wereld is de enorme keuze die beschikbaar is voor de eindgebruiker. 3D-printers en 3D-printmaterialen zijn geen uitzondering. Tegelijkertijd hebben we het niet over merken – niet alle filamenten zijn hetzelfde in hun eigenschappen. Er zijn verschillende soorten 3D-printmaterialen.
Bij het kiezen van een filament moet je nadenken over zaken als je budget, de soorten onderdelen die je wilt printen, je verwachtingen en je persoonlijke ervaring. Naarmate er nieuwe soorten materialen op de markt komen, worden keuzes steeds moeilijker. Om nog maar te zwijgen van het feit dat er steeds meer fabrikanten zijn en je het juiste evenwicht moet vinden tussen een acceptabele prijs en hoge kwaliteit. Daarom is de vraag “welk filament moet je voor een 3D-printer kopen” eigenlijk niet zo eenvoudig als het lijkt.
Een van de grootste frustraties bij 3D-printen is het gebrek aan kwaliteit in de geprinte onderdelen. Soms zijn slechte prints het gevolg van verkeerde printinstellingen of als de 3D-printer zelf niet zo goed is. Maar vaker dan niet zijn matige 3D-details het gevolg van het gebruik van filament van slechte kwaliteit of het kiezen van het verkeerde type filament.
Twee dingen halen je uit de problemen. Ten eerste weten welk type filament te gebruiken. En ten tweede, en niet minder belangrijk, de keuze van een product dat goede recensies heeft en al lang op de markt is. Als je goedkoop filament koopt, kan dit leiden tot valse besparingen – je zult producten opnieuw moeten printen en meer materiaal verspillen.
Gebruik van het eerste filament
Onder de verschillende opties die je kunt overwegen, zijn er filamenten die waterdichtheid bieden. En de waarheid is dat het in bepaalde situaties erg nuttig zou zijn om dit type filament te hebben. Bijvoorbeeld, je beugel voor een beveiligingscamera kan zijn gevallen en je moet een element maken dat dit probleem oplost. Het enige wat je hoeft te doen is het onderdeel zelf printen met waterdicht filament zodat je het buiten kunt gebruiken zonder je ergens zorgen over te maken omdat slecht weer geen probleem zal zijn.
Het kan ook zijn omdat je je staanders of een ander item wilt repareren dat langer meegaat en waterbestendig is. Bovendien wordt dit type filament gekenmerkt doordat het geen poriën heeft die helemaal gevuld worden tenzij ze een bepaald type waterafstotende behandeling hebben ondergaan of geen problemen vertonen na langdurig gebruik.
Dus er is geen speciale behandeling nodig tijdens het printen van onderdelen met dit filament. Het enige wat je hoeft te doen is het onderdeel op de gebruikelijke manier printen op je 3D-printer, het overtollige materiaal verwijderen en je creatie met een gerust hart gebruiken omdat dit ongrijpbare element geen probleem zal zijn.
Een moderne 3D-printer stelt je in staat om verschillende materialen te kopen en te gebruiken. De populairste 3D-filamenten zijn tegenwoordig thermoplasten, die iedereen gewoonlijk plastic noemt. De typen 3D-plastics die je zeker zult tegenkomen in je werk worden hieronder kort beschreven.
PLA is biologisch afbreekbaar, gemakkelijk te printen en wordt vaak gebruikt voor het maken van consumentenproducten. ABS is slagvast, sterk en wordt gebruikt voor het printen van behuizingen en functionele onderdelen. Nylon is sterk, sterk, flexibel en veelzijdig in toepassingen waar flexibiliteit nodig is. HIPS is een biologisch afbreekbaar plastic voor het printen van prototypes, modellen en ondersteunende structuren. Je kunt ze allemaal kopen in onze online winkel.
De beste thermoplasten voor 3D-printen zijn duurzaam en veelzijdig. De meest gebruikte zijn de eerste twee op de lijst – PLA en SLS filament. Maar tegenwoordig beginnen meer mensen te experimenteren met andere soorten filamenten naarmate de prijzen blijven dalen en de mogelijkheden van 3D-printers groeien. De grootte van het filament is ook belangrijk – en dit is wat je moet weten voordat je materialen gaat kopen. Er zijn twee basisfilamentgroottes: 1,75 mm en 3 mm. Sommige 3D-printers ondersteunen beide maten en sommige niet.
Er zijn ook veel gespecialiseerde filamenten. Deze worden steeds gebruikelijker naarmate 3D-printliefhebbers creatiever worden. Veel van deze samengestelde filamenten zijn een ingewikkelde mix van gewone plastics zoals ABS en PLA en verschillende additieven. Het is deze combinatie die het materiaal nieuwe interessante eigenschappen geeft. Maar natuurlijk zijn dit nog steeds geïsoleerde gevallen en worden de meest voorkomende filamenten die hierboven zijn beschreven het vaakst gebruikt.
3D-printen wordt steeds meer gebruikt in de handel en productie. Industrieel printen vereist speciale filamenten. Deze worden gekenmerkt door verhoogde structurele ondersteuning. We bieden een lijst van de 9 populairste professionele verbruiksartikelen:
Nr. 1. Professioneel 3D-printfilament: Koolstofvezel
Koolstofvezel wordt vaak toegevoegd aan PLA, ABS, PETG, DLP SLA om de stijfheid te verhogen. Dergelijke verbindingen zijn uitstekend voor gebruik in agressieve omgevingen. Het enige nadeel is dat het gebruik van deze verbruiksartikelen bijdraagt aan de snelle slijtage van de extruder (vooral als deze van zacht metaal is gemaakt).
Nr. 2. Professionele 3D-printfilamenten: PC-ABS
ABS polycarbonaatlegering is een rigide thermoplast die de sterkte en hittebestendigheid van polycarbonaat combineert met de flexibiliteit van ABS. Het materiaal wordt gekenmerkt door hygroscopiciteit, waardoor het bepaalde moeilijkheden veroorzaakt bij het werken ermee. Een ander nadeel is dat het filament bij een hoge temperatuur (minimaal 260 °C) geprint moet worden. Aangezien PC-ABS de neiging heeft om te vervormen, is een hoge temperatuur van de geprinte laag (minimaal 100 °C) nodig.
Nr. 3. Professioneel 3D-printfilament: HIPS
High performance polystyreen is een copolymeer dat de hardheid van polystyreen combineert met de elasticiteit van rubber. Gecombineerd met ABS in een dual extrusion printer is HIPS een uitstekend ondersteuningsmateriaal. Gemakkelijk te schuren, lijmen of te verven. Mengt niet goed met andere filamenten (behalve ABS) omdat ze beschadigd kunnen raken door limoneen.
Nr. 4. Professionele 3D-printfilamenten: PVA
Polyvinylalcohol is wateroplosbaar, dus het doet het uitstekend als ondersteuningsmateriaal. In tegenstelling tot het vorige verbruiksartikel is het compatibel met niet alleen ABS, maar ook met PLA en nylon.
Nr. 5. Professioneel 3D-printfilament: ASA
Een alternatief voor ABS ontworpen voor grotere weerbestendigheid. Acrylonitrile styrene acrylate wordt niet beïnvloed door chemicaliën en hoge temperaturen. Dit is een duurzaam en sterk verbruiksartikel dat gemakkelijk te gebruiken is bij additive printing.
Nr. 6. Professioneel 3D-printfilament: PP
Polypropyleen is sterk, flexibel, lichtgewicht, chemisch resistent en voedselveilig. Waar is, het filament heeft een aantal nadelen, waaronder slechte hechting en moeilijkheid bij vervorming.
Nr. 7. Professioneel 3D-printfilament: Acetaal (POM)
Polyoxymethyleen (POM), ook bekend als acetaal. Kenmerkt zich door duurzaamheid, stijfheid, slijtvastheid en, het belangrijkste, een lage wrijvingscoëfficiënt.
Nr. 8. Professioneel 3D-printfilament: PMMA
Polymethylmethacrylaat is een rigide, slagvast, transparant materiaal. Het kan niet bogen op flexibiliteit en gemakkelijke printbaarheid.
Nr. 9. Professioneel 3D-printfilament: FPE
Flexibel polyester is een flexibel en zacht materiaal dat goede hechting, matige hittebestendigheid en weerstand tegen chemische verbindingen heeft.
3D-printen met een multikleurenfilament
De meesten van ons zijn nog steeds enthousiast over het loslaten van enkelkleurige gefuseerde vezelproductie om het potentieel te verkennen van meerkleurig, multimateriaal 3D-printen, wat gewoonlijk voorbehouden is aan hoogwaardige inkjet-technologieën. Hoewel meerkleurig printen historisch gezien een meer geavanceerde technologie was, geeft het vaak de gebruiker meer opties.
De meeste consumenten 3D-printers maken objecten met behulp van depositiemodellering. Dit houdt in dat er een spoel polymeren filament wordt gebruikt, die vervolgens wordt verhit tot het smeltpunt en daarna uit de extruder wordt gedrukt voor het printen. Op deze manier creëren ze elementen laag voor laag horizontaal.
Zoals altijd zorgt toegankelijkheid ervoor dat nieuwe hardware, software en materialen ingang vinden. Met dit in gedachte heeft een onderzoeksteam van de Department of Computer Science and Engineering aan Texas A&M University, in samenwerking met wetenschappers van Meiji University (Japan) en Osaka University, een interactief systeem ontwikkeld voor 3D-printen met meerdere kleuren en meerdere materialen met behulp van één enkele printkop – en zonder extra apparatuur.
Programmeervaardig filament werkt met bestaande 3D-printers door meerdere filamentelementen te combineren tot één filament. Het proces begint met een eenvoudige print van een nieuw filament dat bestaat uit verschillende bestaande filamenten. Dit nieuwe meerkleurige filament in diverse materialen kan dan worden gebruikt om meerkleurige objecten in verschillende materialen te printen. Het programmeerbare filament stelt gebruikers in staat om een 3D-object in meerdere materialen te printen met een FDM-printer zonder dat er hardwarewijzigingen nodig zijn.
Het printproces begint met het analyseren van een computermodel van het object dat geprint moet worden, waarbij wordt bepaald welke delen van dat object met welke polymeren en in welke volgorde geprint zullen worden. Vervolgens wordt met een bestaande 3D-printer een aangepaste spoel filament gemaakt, waarbij verschillende delen uit verschillende polymeren bestaan.
Zodra de resulterende spoel van het multipolymeercomposiet in de printer is geladen, kan het object in één proces worden geprint. Op de punten waar veranderingen tussen polymertypes moeten plaatsvinden, verandert het geëxtrudeerde “geprogrammeerde” filament dienovereenkomstig.
Het juiste 3D-printfilament kiezen: ABS vs. PLA
ABS (Acrylonitril Butadieen Styreen) was het populairste plastic materiaal dat werd gebruikt in 3D-printen vóór de opkomst van PLA. Toch wordt het nog steeds veel gebruikt als assemblagemateriaal voor desktop 3D-printers.
Kenmerken van ABS filament:
- Algemene printtemperatuur: 220° tot 250°
- Fysische eigenschappen: zeer duurzaam, kan geschuurd worden, glanzend oppervlak
- Flexibiliteit: lage flexibiliteit, lichte buiging
- Beschikbare kleuren: grote variëteit. Diverse kleuren en tinten kunnen worden verkregen door gekleurde pigmenten aan het grondplastic toe te voegen. Bovendien zelfs kleurloos
- Het met ABS geprinte voorwerp kan later in elke gewenste kleur worden geverfd
- Prijs: goedkoop
- Milieuvriendelijk: niet biologisch afbreekbaar, toxisch, potentieel brandbaar
- Geur: ruikt slecht en geeft giftige dampen af bij hoge temperaturen
Specificaties van ABS voor 3D-printen
- Dichtheid: 1,05 g/cm3
- Treksterkte: 30 MPa (2400 MPa (23 ° C)
- Impactsterkte: 130 (bij 23°C), 100 (bij? 30°C) kJ/m2
- Voltamodule: 1627 MPa
- Spanningsmodulus bij 23°C: 1700 – 2930 MPa
- Bending modulus: 1834 MPa
- Rek bij breuk: 6%
- Elektrische sterkte: 12-15 mW/m
- Vochtopname: 0,2-0,4%
- Glasovergangstemperatuur: ~100°C
- Smeltpunt: ~220°C
- Zelfontbrandingstemperatuur: ~395 °C
ABS heeft ook de eigenschap om op te lossen in aceton (nagellakremover). Een acetonoplossing kan worden gebruikt om geprinte ABS-producten te polijsten. Onder invloed van aceton smelt de buitenste laag van het model, wordt het glad, krijgt het een speciale glans en wordt het patroon van de geprinte modellagen onzichtbaar.
Het wordt aanbevolen om ABS-modellen op een verwarmd bouwplateau te printen omdat het thermoplastische materiaal kan krimpen en buigen wanneer het te snel afkoelt. De temperatuur van het bouwplateau varieert van 50° tot 100°. Het wordt ook aanbevolen om een gesloten verwarmde kamer te gebruiken voor het printen van ABS-onderdelen, waardoor ze geleidelijk kunnen afkoelen tijdens het printen en zo krimp van het product wordt voorkomen.
Er zijn weinig materialen op de markt met ABS-effecten. Hier zijn twee van de populairste.
Glow-in-the-dark LCD SLA. Glow-in-the-dark ABS filament bevat fosforescerende deeltjes die ervoor zorgen dat het geprinte element gloeit wanneer het in het donker wordt blootgesteld. In feite nemen fosforescerende deeltjes energie op van een lichtbron en geven deze langzaam af in het donker. Dit type filament verschilt niet van standaard ABS bouwmateriaal.
Het is leuk om mee te werken, vereist geen speciale printinstellingen en verwerkt net als standaard ABS-materiaal. Glow in the dark ABS is verkrijgbaar in meerdere kleuren; groen glow in the dark schijnt de beste resultaten te geven. Lichtgevend ABS filament wordt vaak gebruikt voor het printen van speelgoed.