3D-printen is tegenwoordig overal. Mensen gebruiken het om van alles te maken, van productprototypes tot straalmotoren en alles daartussenin – maar hoe werken 3D-printers precies? Hoe maken deze magische machines binnen enkele uren driedimensionale objecten – van vrijwel elke vorm? Als je ooit nieuwsgierig bent geweest naar deze dingen, heb je geluk. Hier is een doodeenvoudig overzicht van de vier meest voorkomende 3D-printtechnologieën die tegenwoordig worden gebruikt.
FDM
Gesmolten afzettingsmodellering (FDM)
Modellering van filamentdepositie, ook wel bekend als de fabricage van gesmolten filamenten, is de meest voorkomende vorm van 3D-printen – althans aan de consumentenkant. Als je al eerder een 3D-printer in het echt hebt gezien, is de kans groot dat het een FDM-printer was.
Aanbevolen video's
Functioneel gezien werkt uw gemiddelde FDM-machine veel als een heet lijmpistool dat wordt bediend door een robot (interessant genoeg is dat eigenlijk hoe FDM is uitgevonden in de jaren tachtig!). Vast materiaal gaat aan het ene uiteinde, wordt door een heet mondstuk geduwd, smelt en wordt in dunne lagen afgezet. Dit gebeurt keer op keer totdat er een driedimensionaal object ontstaat. Het enige verschil is dat deze in plaats van lijm
3D-printers gebruik meestal een thermoplastisch filament zoals ABS of PLA. Deze doelbewust ontworpen kunststoffen zijn ontworpen om te smelten en vloeibaar te worden bij een zeer specifieke temperatuur, maar keren na slechts een paar graden afkoelen terug naar een vaste toestand.Verwant
- De beste 3D-printers onder de $ 500
- 3D-geprinte beademingskleppen helpen het Italiaanse ziekenhuis, opgeschrikt door het coronavirus
- Deze 3D-geprinte vierpotige robot is klaar voor Spot – tegen een lagere prijs
In de eenvoudigst mogelijke bewoordingen is FDM 3D-printen in feite steeds opnieuw 2D-printen. Elke keer dat een laag klaar is, beweegt de spuitmond een stukje omhoog (of soms beweegt het bed naar beneden) en wordt de volgende laag er bovenop gedrukt. Uiteindelijk, nadat honderden of zelfs duizenden lagen op elkaar zijn gestapeld, is het resultaat een 3D-object.
SLA/DLP
Stereolithografie (SL / SLA)
SLA en DLP zijn twee kanten van dezelfde medaille. SLA (Stereolithografie) en DLP (digitale laserprojectie) gebruiken beide licht om objecten te ‘groeien’ in een plas fotoreactieve hars. Het verschil is dat SLA werkt door een laser (een klein stipje geconcentreerd licht) over een bepaald gebied te laten flitsen om het uit te harden en een laag te creëren. DLP-machines daarentegen harden alle delen van een laag tegelijkertijd uit, door licht op de hars in de vorm van die laag te projecteren.
Ongeacht de technische details werken SLA/DLP-machines over het algemeen op een vergelijkbare manier. Om te beginnen wordt de bouwplaat van de printer in een plas vloeibare hars neergelaten en stopt slechts een fractie van een millimeter voordat deze de bodem bereikt. Deze baseplate is overigens volledig transparant, waardoor er licht door de bodem naar boven kan schijnen. Wanneer dit gebeurt, zal alle vloeibare hars die rechtstreeks door het licht wordt getroffen, stollen, waardoor de eerste laag van een object wordt gevormd en deze met de bouwplaat wordt versmolten. Daarna beweegt de bouwplaat een paar micron omhoog (waardoor meer vloeibare hars eronder wordt aangezogen) en begint het proces opnieuw. Op deze manier worden objecten laag voor laag gemaakt, van onder naar boven.
SLS
Lasersinteren (LS / SLS)
SLS-printen werkt heel anders dan FDM en SLA. Om een object te maken, flitst de machine een laser over een bed van superfijn poeder, waardoor de deeltjes samensmelten tot een dunne, gestolde laag. De machine veegt vervolgens meer poeder over de bovenkant van die laag (waardoor deze effectief wordt begraven) en herhaalt het proces totdat de afdruk voltooid is.
Het op deze manier afdrukken van objecten heeft een aantal duidelijke voordelen. Het werkt met een breed scala aan materialen, kan grote uitsteeklengtes en overspanningen printen zonder gebruik te maken van ondersteuningsmateriaal, en de onderdelen die het produceert zijn van extreem hoge kwaliteit. SLS-printers kunnen objecten maken die bijna net zo goed zijn als onderdelen die zijn gemaakt via spuitgieten, frezen en andere traditionele productieprocessen.
Het enige nadeel? SLS-printers zijn schandalig duur in vergelijking met hun FDM- en SLA/DLP-tegenhangers. Dit komt omdat hoogenergetische lasers die superfijne deeltjes kunnen samensmelten, in het begin behoorlijk duur zijn. Over het algemeen kosten zelfs de goedkoopste SLS-printers meer dan $ 200.000 dollar – en de duurdere kan gemakkelijk miljoenen kosten. Dat gezegd hebbende, er zijn er een handvol bedrijven werkt momenteel aan deze technologie democratiseren en toegankelijker maken, zodat de kans bestaat dat SLS-printers beschikbaar zijn voor hobbyisten en consumenten in de niet zo verre toekomst.
Polyjet
PolyJet: 3D-printen
Denken aan polyjet printen als een prachtige hybride tussen FDM, SLA printen en normaal 2D-inkjetprinters. Deze machines spuiten kleine druppeltjes fotoreactieve hars op een bouwoppervlak en harden het vervolgens onmiddellijk uit met ultraviolet licht. Dit proces wordt vervolgens honderden (zo niet duizenden) keren herhaald om objecten laag voor laag te creëren. Het grote verschil is dat polyjet-machines, in tegenstelling tot FDM-printers, materiaal uit meerdere spuitmonden (vandaar de naam) tegelijk kunnen deponeren – wat hen een aantal voordelen oplevert.
Het grootste voordeel van polyjet is misschien wel dat objecten kunnen worden gemaakt met een breed scala aan verschillende kleuren, verlopen en patronen. Veel polyjetmachines kunnen ook met meerdere materialen tegelijk printen. Als u bijvoorbeeld een draadloze boor behuizing met een nylon behuizing en een rubberen grip, zou een voldoende geavanceerde polyjetmachine dat object mogelijk in één printsessie kunnen vervaardigen. Bovendien zijn polyjetprinters ook in staat tot extreem hoge resoluties – zo veel dat het vaak moeilijk te zeggen is dat een object dat in een geavanceerde polyjetmachine is geproduceerd, 3D-geprint is.
Wat kun je thuis maken met een 3D-printer, vraag je? Bekijk hier enkele van de beste en nuttige 3D-printideeën.
Aanbevelingen van de redactie
- Heb je last-minute een Halloween-kostuum nodig? Bekijk deze 3D-printbare outfits
- Dankzij 3D-printen kunnen ziekenhuizen beademingsvervangers maken met gewone apparatuur
- Met de 3D-printtechniek worden binnen enkele seconden kleine, zeer gedetailleerde objecten geproduceerd
- De 3D-geprinte replica van Michelangelo’s David-standbeeld is minder dan 1 mm hoog
- Slimme topologie betekent dat dit 3D-geprinte polymeer sterk genoeg is om een kogel te stoppen
Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.
