Waarmee print een 3D-printer?

Als voorheen 3D-printers (computergestuurde machines die onderdelen maken met behulp van een additieve methode) die driedimensionale modellen printen, alleen in productieomstandigheden werden gebruikt, kan tegenwoordig bijna iedereen een apparaat kopen voor persoonlijk gebruik. Hiermee kun je bijna alles maken: van kleine snuisterijen tot wapens en zelfs gebouwen.

3D-printtechnologieën

Additieve printtechnologie werd ontwikkeld in de jaren 80 van de vorige eeuw. 3D-printers werden aan het begin van de 21e eeuw wijdverspreid.

Het werkingsprincipe van machines voor het printen van driedimensionale onderdelen kan in 3 fasen worden verdeeld:

• het maken van een model in het programma;
• het model verwerken met behulp van software;
• vorming (printen) van een object door materiaal in lagen te leggen.

Er zijn verschillende additieve printtechnologieën, waaronder:

1. Fused Deposition-methode (FDM). Modellen worden gemaakt door gesmolten draden van was, metaal of plastic in een bepaalde volgorde te leggen.
2. Stereolithografie (SLA). Als basis voor het object wordt een vloeibaar polymeer gebruikt, dat uithardt onder invloed van laserstraling.
3. Selectieve laserfusie (SLM).Een technologie waarbij metalen onderdelen van componenten en samenstellingen volgens wiskundige modellen uit metalen chips worden gemaakt.
4. Digitaal LED-printen (DLP). De technologie omvat het gebruik van vloeibaar plastic, dat uithardt onder invloed van ultraviolet licht.

REFERENTIE! Een van de nieuwste ontwikkelingen van wetenschappers zijn bioprinters, waarvan de printtechnologie het creëren van organen en weefsels omvat. Objecten worden gemaakt door druppeltjes met daarin levende cellen met elkaar te verbinden, die zich vervolgens moeten gaan delen, groeien en modificeren.

Waarmee print een 3D-printer?

Afhankelijk van het toepassingsgebied en het doel van het apparaat kunnen verschillende materialen worden gebruikt om driedimensionale modellen te maken.

ABC-kunststof

De wetenschappelijke naam van het plastic is acrylonitril-butadieen-styreen. Het is een van de beste verbruiksartikelen voor volumetrische modellering, omdat het veel positieve eigenschappen heeft: slagvastheid, elasticiteit en slijtvastheid. Bovendien is ABC-kunststof niet giftig en geurloos. Je kunt het materiaal kopen in de vorm van spoelen met dunne draden.

BELANGRIJK! Er kunnen slechts éénkleurige, dichte modellen worden gemaakt van ABC-plastic. Producten zijn duurzaam en verliezen hun uiterlijk en kwaliteit niet als ze buiten direct zonlicht worden bewaard.

Acryl

In tegenstelling tot ABC-plastic kan acryl worden gebruikt om transparante modellen te printen. Het smeltpunt is hoger dan 240 graden Celsius, waarmee rekening moet worden gehouden, omdat acryl bij afkoeling zeer snel uithardt.

BELANGRIJK! Luchtbellen gevormd in het acryl kunnen het uiterlijk van het eindproduct bederven.

Concreet

Voor het printen op additieve machines worden nieuwe betonsoorten gebruikt, die vrijwel identiek zijn aan stenen bouwmaterialen. Tot nu toe zijn er alleen proefmonsters gemaakt. Enorme apparaten kunnen in minder dan een dag een klein huis printen.

Papier

Papieren modellen afgedrukt op 3D-printers worden meestal gebruikt om prototypes van computerprojecten te maken. De modellen zelf zijn niet duurzaam of aantrekkelijk qua uiterlijk, maar worden in recordsnelheid gemaakt. Apparaten die papier als verbruiksmateriaal gebruiken, creëren modellen door de ene laag op de andere te lijmen.

BELANGRIJK! Papier is een van de meest toegankelijke en wijdverbreide materialen voor thuismodelleren.

Hydrogel

Het zachte materiaal, biocompatibel met levende weefsels, wordt gebruikt bij 3D-modellering om verschillende transportapparaten te creëren die medicijnen diep in het menselijk lichaam kunnen afleveren.

Zo creëerden wetenschappers uit de VS robots met een hoogte van niet meer dan 1 cm, waarbij hartweefselcellen op hun oppervlak werden geplaatst, die ze, wanneer ze werden samengetrokken, in beweging brachten. Het is de bedoeling dat dergelijke robots in de toekomst zullen kunnen deelnemen aan de diagnose en behandeling van vele ziekten van verschillende ernst.

Gips

Gipsmaterialen bij 3D-printen zijn net zo wijdverspreid als papier, acryl of plastic. Modellen die daarvan zijn gemaakt, zijn niet bijzonder duurzaam, maar de betaalbare kosten dekken deze omstandigheid volledig. Gipsproducten worden gebruikt om presentatieprojecten te ontwerpen.

Houtvezel

Houtvezel is een innovatief materiaal. Het idee van de creatie is van de beroemde uitvinder Kai Party.De vezel, bestaande uit synthetische stoffen en natuurlijk hout, heeft eigenschappen die vergelijkbaar zijn met polylactide. Producten die ervan zijn gemaakt, zijn vergelijkbaar met dingen gemaakt van natuurlijk eiken of berken, maar in tegenstelling tot hen zijn ze veel sterker en duurzamer.

BELANGRIJK! Tegenwoordig wordt houtvezel alleen gebruikt in RepRap-printers.

Ijs

IJsfiguren van buitengewone schoonheid kunnen ook op 3D-printers worden gemaakt. Dankzij de ontwikkelingen van twee Canadese wetenschappers is sinds 2006 duidelijk geworden dat niet alleen acryl en papier kunnen worden gebruikt als verbruiksartikelen voor 3D-printen. Een mengsel van water en methylether verandert bij temperaturen onder de 22 graden in kleine voorwerpen, die uiteraard niet bijzonder duurzaam en sterk zijn.

Metaalpoeder

Dankzij het gebruik van metaalpoeder is het mogelijk geworden producten te maken die zeer duurzaam zijn: onderdelen en reserveonderdelen voor apparatuur en elektronica, en zelfs sieraden worden gedrukt van lichte edele metalen en hun legeringen, zoals koper, aluminium, goud en zilver.

BELANGRIJK! Producten gemaakt van dergelijk poeder hebben zelf een hoge thermische geleidbaarheid. Om het te neutraliseren worden er keramische chips aan toegevoegd.

Nylon

Nylon wordt vaak gebruikt bij driedimensionale modellering, omdat de met behulp daarvan gemaakte onderdelen zacht en elastisch zijn.

BELANGRIJK! Nylon heeft veel nadelen, waaronder toxiciteit.

Polycaprolacton

Polycaprolacton wordt beschouwd als een van de meest populaire verbruiksartikelen voor additieve modellering. Het smelt goed onder invloed van temperaturen onder het vriespunt, hardt snel uit, is biologisch afbreekbaar en absoluut onschadelijk.

Polycarbonaat (PC)

Polycarbonaat is een kunststof die onder invloed van verschillende temperaturen zijn eigenschappen en eigenschappen kan behouden. Wordt gebruikt om zware modellen te maken.

Polylactide (PLA)

Polylactide wordt erkend als het veiligste en meest milieuvriendelijke materiaal. Het wordt gemaakt uit bieten- en maïskuilvoer en biomassa. Tot de nadelen van polylactide behoren de kwetsbaarheid en het vermogen om te ontbinden onder invloed van hitte en licht.

Polypropyleen (PP)

Polypropyleen wordt erkend als de lichtste plastic massa ter wereld. Het is goed bestand tegen slijtage, maar smelt minder goed. Verandert van vorm bij kou en is onstabiel voor zuurstof.

Polyfenylsulfon (PPSU)

Polyfenylsulfon lijkt qua uiterlijk op gewoon glas en is vele malen sterker dan polypropyleen. Het kwam tot 3D-modellering uit de vliegtuigindustrie en werd erkend als het beste materiaal voor het maken van producten met een hoge hittebestendigheid en hardheid.

Lagedichtheidpolyethyleen (HDPE)

Polyethyleen wordt in het dagelijks leven bij bijna elke stap aangetroffen. Het wordt gebruikt voor het maken van plastic containers voor drankjes, verpakkingsfolies en containers, PVC-buizen, enz. Het is toonaangevend op het gebied van 3D-printen, omdat het in elk van de bekende technologieën kan worden gebruikt.

Chocolade

3D-printers “aangedreven door chocolade” zullen binnenkort een onmisbaar kenmerk van elke zoetwarenwinkel worden. Met hun hulp kun je figuren maken van zoet materiaal van elke complexiteit. De technologie voor hun creatie bestaat uit het achtereenvolgens aanbrengen van de ene laag chocolade op de andere, die snel hard wordt in de kou.

Andere materialen

Er is een enorme selectie aan 3D-printers ter wereld die de meest onverwachte verbruiksartikelen gebruiken.Deze omvatten apparaten die werken op kalk, voedsel en zelfs levend organisch materiaal. Of ze wijdverspreid populair zullen worden en veel gevraagd zullen worden, zal alleen de tijd leren.