Informatie over 3D-printen met slijtvaste kunststoffen

Wat is 3D-printen?

3D-printen verwijst naar het vervaardigen van digitaal gedefinieerde objecten door middel van gelaagde applicatie en verlijming van materiaal. De term "3D printen" wordt vaak gebruikt in de spreektaal als synoniem voor additieve fabricage. Additieve productiemethode verschillen van subtractieve methoden, zoals bewerken, waarbij materiaal wordt verwijderd.

3D-printen in de juiste zin verwijst naar binder jetting additieve technologie. Andere veelgebruikte synoniemen zijn generatieve productie, laagproductie, additieve fabricage, 3D-printen en rapid prototyping . Tot de bekendste 3D print methoden voor kunststoffen behoren selectieve lasersintering, multi-jet fusie, FDM, stereo lithografie en materiaalstralen.

Hoe werkt 3D-printing?

Voor de productie van een object met een 3D printmethode zijn tenminste drie stappen nodig:

1. 1. Het onderdeel wordt digitaal ontworpen in een CAD bestand en wordt geconverteerd naar een formaat (bijvoorbeeld STL) dat de 3D printer kan lezen.

2. Het object wordt geprint in laagjes.

3. Het geproduceerde object wordt gereinigd en nabewerkt (gepolijst, gecoat, gekleurd, etc.) zoals nodig.

De exacte productietechnologie hangt af van de printmethode. Er zijn vele methodes die zich onderscheiden door het feit of het materiaal wordt toegevoegd wordt in poeder, gesmolten kunststof of vloeistof en of worden uitgehard door licht, lucht of lijmmiddel. Afhankelijk van de toepassing kunnen kunststoffen, metalen, keramieken, beton, levensmiddelen of zelfs organische materialen worden verwerkt middels additieve technieken.

Waarvoor wordt 3D printen gebruikt?

3D-printen wordt gebruikt bij een groot en continu uitbreidend spectrum aan toepassingen. Voor de productie van prototypes en modellen of de productie van grote aantallen, wordt additieve fabricage gebruikt in een groot aantal uiteenlopende gebieden, van kunst en design tot de lucht- en ruimtevaartindustrie. Ter aanvulling van eenvoudige objecten en speelgoed, kunnen 3D-printtechnieken gebruikt worden voor componenten in architectuur of complexe geometrie voor toestellen in wetenschappelijke laboratoria en voor de productie van belaste machinecomponenten en vervangende onderdelen. 

Waarvoor dient industrieel 3D printen?

Industrieel 3D-printen wordt gebruikt voor het maken van prototypes, hulpmiddelen en serieproducten. Er worden materialen gebruikt die, afhankelijk van de industriële toepassing , moeten voldoen aan speciale mechanische vereisten zoals flexibiliteit, stijfheid en slijtvastheid.

3D-printen is in de industrie zeer voordelig gebleken omdat modellen en kleine series veel sneller dan met de gebruikelijke methoden kunnen worden gemaakt, getest en aangepast voor serieproductie. In tegenstelling tot prototypes die alleen de geometrie van het geplande component in kaart brengen, kunnen bij industrieel geprinte 3D-modellen alle mechanische specificaties op de machine worden getest.

3D-printdiensten worden vaak gebruikt voor de productie van industriële prototypes, aangezien de aanschaf van een industriële 3D-printer niet kosteneffectief is, tenzij het bedrijf de nodige expertise bezit en de printer regelmatig gebruikt om modellen en series te produceren. Aanbieders van 3D-printdiensten hebben meestal  niet alleen de benodigde expertise, maar ook meerdere 3D-printers, waardoor ze de methode kunnen selecteren die het beste past bij de toepassing in kwestie. Afhankelijk van de methode, is het ook veel goedkoper om een externe service provider in te schakelen. Dit omdat bij methoden als lasersinteren regelmatig een grote batch onderdelen voor verschillende klanten wordt gemaakt, waardoor de productiekosten voor afzonderlijke onderdelen en dus voor individuele klanten aanzienlijk worden verlaagd.

Naast het vervaardigen van prototypes en kleine series, vertrouwt de industrie steeds meer op 3D-printen voor matrijsfabricage voor procedures zoals spuitgieten. Kunststof, keramiek of metaal – elke matrijs voor productie van grote series kan additief worden vervaardigd. In tegenstelling tot een fabrikant van traditionele matrijzen, maakt additieve productie het mogelijk om snel en eenvoudig matrijzen te maken op basis van een CAD-bestand en rechtstreeks aan de bestelling toe te voegen. Als er aanpassingen nodig zijn, kunnen die met een paar muisklikken worden gemaakt, zodat de productie van een nieuwe matrijs veel sneller gaat en minder kost dan met conventionele methoden mogelijk is.

3D-printers worden vaker door particulieren gekocht zodat ze objecten voor privégebruik kunnen printen en de mogelijkheden van 3D-printen kunnen ontdekken. Hun opties worden echter beperkt door de kosten, die zeer hoog blijven, en de kwaliteit van de verwerkbare materialen, die over het algemeen laag is. Er zijn industriële 3D printers voor alle soorten additieve methoden; ze kunnen een breed scala aan materialen verwerken en zijn beter geschikt aan de vereisten van de industrie.