Het aanschaffen van een 3D printer kan enige keuzestress opleveren. De keuze is inmiddels reuze, maar waar zitten de verschillen? Een belangrijk verschil zit in de bouw van de 3D printer. Er zijn 3D printers op de markt zonder een ombouw/kast, deze printers zijn erg gevoelig voor de omgevingstemperatuur. En er zijn 3D printers op de markt die een gesloten ombouw/kast hebben, waardoor de temperatuur aanzienlijk beter te reguleren is. Om een goede keuze te kunnen maken welke 3D printer voor je het meest geschikt is, is het handig om eerst iets meer over het 3D printproces te weten te komen. Bij het maken van een 3D print is de temperatuur van groot belang. Zonder de juiste temperaturen is het onmogelijk een goede 3D print te maken. Het printmateriaal (filament) moet smelten om door de printkop (nozzle) te kunnen en het zo per laagje neer te kunnen leggen. De temperatuur waarop het filament overgaat van vaste naar vloeibare fase noemen we de glastemperatuur. Deze temperatuur is per filament verschillend. Hoe hoger deze temperatuur moet zijn hoe lastiger het is om dit te realiseren met een open printer.
De huis, tuin & keuken 3D printers zijn over het algemeen de open printers. Deze zijn verkrijgbaar vanaf een kleine €250,-. Heel toegankelijk en prima voor eenvoudige prints waarbij het materiaal (filament) minder van belang is. Deze 3D printers kunnen alleen de filamenten PLA en PET-G printen. PLA is sterk en hard kunststof materiaal dat zich niet zomaar uit zijn verband laat trekken: het kan grote krachten weerstaan. Maar, bij een harde klap of een val is het net glas en zal het breken. PLA is daarom vooral geschikt voor zichtmodellen en niet om industrieel in te zetten. PET-G is een erg sterk materiaal dat ook nog eens flexibel is: het kan tot tweemaal zijn eigen lengte worden uitgerekt voordat het breekt.
Naarmate je met filamenten als ABS, PA (PolyAmide, Nylon), PC (PolyCarbonaat), carbon, metaal gevulde filamenten of noem maar op komt, wordt de temperatuur echt van belang. Deze filamenten hebben een hoge glastemperatuur. Om deze materialen krimpvrij te kunnen printen heb je echt een geconditioneerde kast nodig. Hiervoor is het van belang dat er een soort oventje ontstaat. Vaak willen we een zo warm mogelijke kast, maar bij een te warme kast loopt de printerkop vaak vast. Daarom zal deze afgekoeld moeten worden zonder dat er te veel temperatuur in de kast verloren gaat. Gaat er een deur open en ontstaat er tocht, geen probleem. Dit gaat niet ten koste van je print. Ook is de omgevingstemperatuur een stuk minder van belang. De dddrop 3D printers zijn uitgerust met een verwarmd printbed tot 120 ºC (TWIN) en 130 ºC (PRO). Dit is de verwarmingsbron van de printer, de hete lucht stijgt op en door de gesloten kast blijft de warme lucht in de printer.
De dddrop RAPID ONE heeft een gesloten, geconditioneerde kast waardoor de temperatuur goed te reguleren is. De mogelijkheden met CAD2M en Additive Manufacturing zijn eindeloos. Ik print de laatste tijd weer redelijk veel met ASA, zonder kamer maar met behulp van een tochtscherm. Voor de kleine objecten gaat dat best wel. Geregeld hoor ik tijdens het printen toch het object met een klik gedeeltelijk loskomen van de gestructureerde PEIplaat. Ik heb eens met mijn Fluke IR thermometer gekeken wat de temperatuur is van het printbed. Dat viel flink tegen. Ik had hem ingesteld op 100 graden maar ik mat maar 85 graden.
Nu hoor ik wel eens dat je de onderkant van het printbed kan isoleren wat de temperatuur ten goede komt. Heeft een van jullie een idee met welke materialen deze isolatie het beste uitgevoerd kan worden? Ik heb in januari vorig jaar dit besteld. Da's een upgrade die al jaar op zich laat wachten lol. Ik had in 2019 bij Ali van die katoenen matjes gekocht en onder het headbed gemaakt. Ik heb dezelfde gebruikt als Ch3vr0n, werkt prima. Nu is Fluke een prima merk, maar houd rekening met dat infraroodmetingen de werkelijke temperatuur behoorlijk KAN afwijken door de structuur en de kleur van het oppervlak. Maar als die meting goed blijkt te zijn dan zou ik inderdaad kijken naar een oplossing om de temperatuur in overeenstemming te brengen met wat er op de display staat. Ik heb het bed geisoleerd met golf karton. bedankt voor jullie inbreng.
Natuurlijk heb ik weer wat te zeiken als het gaat om het infrarood meten van het heatbed. De kleine IR meters van Fluke en ook andere merken staan meestal op een emissivity waarde van 0.95 ingesteld. Die zou je voor het meten van PEI en soortgelijke kunststoffen op 0.91 moeten instellen. Waarschijnlijk zul je zeggen wat maakt die waarde van 0.04 verschil nu uit? Wel nu, je kan met dat kleine verschil tot wel 2,5°C fout meten, dus het doet er weldegelijk toe. Zelf bepaal ik oppervlakte temperaturen altijd met een contactmeting. Dat valt wel mee hoor, dat gezeik. Ik maakte er ook al een opmerking over, maar dan iets genuanceerder. Voor een globale meting om te zien of het egaal is meet ik wel met een IR meter, zolang het oppervlak overal hetzelfde is. Voor nauwkeurigheid meet ik zoals PrintEngineer ook aangeeft met een contactmeting, wat dan meestal een thermokoppel is. Ook daar is dan wel weer een discussie over de nauwkeurigheid van het meten met thermokoppels, koude las compensatie enz. Ik gebruik naast de standaard thermistor gerapporteerde waarde ook gewoon een infrarood meter.
3D printers kunnen driedimensionale objecten maken uit een verscheidenheid aan materialen. Nylon is een materiaal waarmee een veelvoud aan driedimensionale objecten geprint kan worden. Van flexibel tot hard, van transparant tot kleurrijk: met nylon zijn de toepassingen eindeloos. Als stabiele kunststof heeft nylon een uitmuntende oppervlaktekwaliteit, alsmede mechanische en chemische voordelen ten opzichte van andere materialen. 3D objecten die gemaakt worden met nylon, worden vaak laagsgewijs opgebouwd door middel van Selective Laser Sintering. Polycarbonaat is een materiaal dat breed inzetbaar is op het gebied van 3D printing. Zo wordt het vaak toegepast voor zaken als verpakkingen, vitrines, profielen, beglazing, proefmatrijzen, serredaken, opspanmallen en dubbelwandige afscheidingswanden. Polycarbonaat is een van de stabielere kunststoffen en is tot wel 250 keer sterker dan glas. 3D objecten die gemaakt worden met polycarbonaat, worden vaak laagsgewijs opgebouwd door middel van Fused Deposition Modeling. Hierdoor komen eindproducten zeer goed overeen met de originele CAD bouwtekening, maar kunnen zij licht poreus zijn en daardoor niet waterdicht. ABS is een stabiele kunststof die geproduceerd wordt uit aardolie. Het materiaal heeft een relatief hoog smeltpunt maar is zeer stevig, heeft een hoge duurzaamheid en is vaatwasserbestendig. ABS wordt daardoor ingezet voor uiteenlopende producten zoals huishoudelijke apparatuur, kinderspeelgoed, muziekinstrumenten, modelbouw, tafels, golfclubs, stoelen, behuizingen, LEGO blokjes, vazen en servies.
PLA is een veelgebruikt materiaal dat afkomstig is uit natuurlijke grondstoffen zoals suiker en mais. Als biologisch afbreekbaar plastic is PLA zeer milieuvriendelijk ten opzichte van andere materialen. Dit is niet de enige reden dat het materiaal populair is bij consumenten, want ook stinkt het materiaal tijdens het printen niet naar verbrand plastic. Veel mensen omschrijven de printlucht van PLA als licht zoetig. PLA kan op relatief lage temperaturen geprint worden, maar is desondanks behoorlijk stevig en trekt niet krom. Hout is een materiaal dat steeds vaker gebruikt wordt voor 3D printing. Niet zo vreemd, want hout is sterk, trekt niet snel krom en is uitstekend te bewerken. Zo is het prima te schuren en verven en kan het eindproduct nog verzaagd worden. Hout is leverbaar in verschillende kleuren en wordt vaak ingezet om huishoudelijke producten als bestek, sieraden, speelgoed en handgrepen te fabriceren met een 3D printer. HIPS is een materiaal dat nog maar vrij kort gebruikt wordt voor 3D printing, maar snel aan populariteit wint. HIPS is leverbaar in verschillende kleuren en staat net als ABS bekend om de uitstekende stijfheid en sterkte. Het eindproduct is kwalitatief hoogwaardig en bovendien prima geschikt om na te bewerken door bijvoorbeeld verven of schuren. Daarnaast is het materiaal zeer hittebestendig en hygiënisch, waardoor het vaak gebruikt wordt zaken als bestek en voedselverpakkingen. PVA is een in water oplosbaar materiaal dat vaak gebruikt wordt als ondersteuningsmateriaal voor 3D modellen. Na het printen hoeft het 3D object alleen in water of een waterhoudend oplosmiddel gelegd te worden.
Welke materialen zijn er en hoe werken ze?
3D-printers kunnen driedimensionale objecten maken uit een verscheidenheid aan materialen. Nylon filament is duurzaam en bestand tegen hoge temperaturen en slijtage. TPU Rubber-like is flexibel en schokbestendig, ideaal voor elastische onderdelen en prototypes. Polycarbonaat kent een hoge sterkte en chemische bestendigheid, terwijl PLA milieuvriendelijk en gemakkelijk te printen is. ABS is sterk en hittebestendig maar kan kromtrekken. PETG combineert sterkte met printgemak en chemische bestendigheid. TPU is flexibel en geschikt voor afdichtingen en schokdempend ontworpen onderdelen.
De basis van 3D print filamenten: filament is een dunne draad van thermoplastisch plastic, opgerold op een spoel. Het filament wordt door een extruder verhit en door een nozzle gelegd op het printbed, laag voor laag. Belangrijke factoren zijn printtemperatuur, snelheid, hechting en koeling. Diameter van filament is meestal 1.75 mm of 2.85 mm, wat invloed heeft op compatibiliteit en printkwaliteit.
PLA filament is biologisch afbreekbaar en heeft een lage smelttemperatuur, waardoor het makkelijk te printen is. ABS biedt hogere sterkte en hittebestendigheid maar vereist een verwarmd bed en ventilatie. PETG biedt een goede balans tussen sterkte, hittebestendigheid en printgemak, met transparante varianten beschikbaar. TPU biedt flexibiliteit en slijtvastheid, met speciale toepassingen zoals afdichtingen en elastische onderdelen.
Bij het kiezen van filament moet rekening gehouden worden met temperatuurvereisten, vochtopname en opslag. Droge opslag en gecontroleerde omgevingsomstandigheden verbeteren printkwaliteit. Kwaliteit van filament-diameterconsistentie en zuiverheid-heeft invloed op printresultaat en betrouwbaarheid. Goedkoop filament kan onzuiverheden bevatten die verstopping of schade kunnen veroorzaken.
Filamentkeuze en praktijktips
- PLA is ideaal voor beginners en decors, prototypes en educatieve projecten.
- ABS is geschikt voor functionele onderdelen die warmte kunnen weerstaan, maar vereist geventileerde ruimte en beheersing van warping.
- PETG combineert sterkte en printgemak met goede chemische bestendigheid en transparante opties.
- Nylon (PA) biedt hoge sterkte en slijtvastheid, maar vraagt vaak geavanceerdere printers en geoptimaliseerde omgevingen.
- TPU biedt flexibiliteit voor elastische onderdelen en additieve toepassingen.
Voor industriële toepassingen en series wordt vaak gekozen voor PA12 PA11 en Carbon LW, met opties zoals PA11GF Black en TPU Rubber-like. Deze materialen bieden hoge sterkte-gewicht verhouding, thermische stabiliteit en duurzaamheid, wat ze geschikt maakt voor automotive, luchtvaart en medische toepassingen.
In de praktijk kan isoleren van het onderheatbed de gegeven temperatuur significant verbeteren. Materialen zoals karton, katoenen matjes, PEI-coatings en geïsoleerde kappen worden genoemd als opties. Een geoptimaliseerde isolatie helpt om krimp en warping te beperken bij hogere glastemperaturen, waardoor de printkwaliteit verbetert. Verificatie van de temperatuur gebeurt met IR- en contactmetingen voor nauwkeurigheid; emissivity-instellingen zijn hierbij belangrijk, vooral bij PEI-oppervlakken en donkere oppervlakken.
Samenvattend: isolatie voor onder heatbed biedt voordelen voor open en gesloten kasten, vooral bij materialen met hoge glastemperatuur. Een effectieve isolatie voorkomt warmteverlies en draagt bij aan stabiele printtemperaturen, waardoor betere hechting en minder kromtrekking mogelijk zijn. Het kiezen van het juiste materiaal is afhankelijk van toepassing, gewenste mechanische eigenschappen en omgevingsomstandigheden.
Kwalitatieve materialen en leveranciers
Parts on Demand biedt een breed scala aan 3D-print materialen, waaronder PA12 Blue MD, PA11GF Black, PA11 Nylon, PA12 (PA2200), Carbon LW en TPU Rubber-Like. Deze materialen worden gebruikt in verschillende industrieën en bieden specifieke voordelen zoals biocompatibiliteit, hittebestendigheid en sterkte. PA12 Blue MD voldoet aan ISO 10993-1 en USP Class VI en is geschikt voor medische en voedingsgerelateerde toepassingen. PA11GF Black biedt extra stijfheid en thermische stabiliteit voor zwaar belaste onderdelen. PA11 Nylon combineert sterkte met slijtagebestendigheid en is afkomstig uit hernieuwbare bronnen. Carbon LW biedt hoge treksterkte met lage gewicht en is ideaal voor toepassingen waar gewicht cruciaal is. TPU Rubber-like levert flexibiliteit en impactbestendigheid.
Openbare bronnen benadrukken het belang van de juiste materiaalkeuze voor hittebestendigheid, chemische bestendigheid en certificeringseisen. Het kiezen van het juiste filament vereist afweging van belasting, temperatuur en omgevingsomstandigheden. Onze specialisten helpen bij het selecteren van het optimale materiaal voor jouw toepassing en kunnen adviseren over leverbetrouwbaarheid en toepassing in de industrie.
Veelgestelde vragen over isolatie en warmtebeheer
- Welke isolatiematerialen zijn geschikt voor onder heatbed? - Golfkarton, katoenen matjes, PEI-coatings en wandafwerking kunnen helpen.
- Hoe beïnvloedt isolatie de glasovergangstemperatuur? - Het helpt bij het stabiliseren van de temperatuur zodat filament beter smelt en per laag kan worden opgebouwd.
- Is een gesloten kast echt noodzakelijk voor high-temp filamenten? - Ja voor filamenten zoals PA11/PA12/Carbon LW is een geconditioneerde kast sterk aan te raden.
- Welke meetmethoden zijn het meest betrouwbaar? - Een combinatie van IR- en contactmetingen (thermokoppel) levert doorgaans de beste nauwkeurigheid op.
- Hoe watert de printkwaliteit als de deur van de kast opengaat? - Afhankelijk van ontwerp; bij goed geventileerde systemen kan printen blijven doorgaan zonder grote effecten.