FDM 3D-printen:desktop versus industrieel

Fused Deposition Modeling (FDM) wordt vaak geassocieerd met het idee van goedkoop 3D-printen. De lage kosten en relatieve eenvoud van het FDM-proces maken het zelfs ideaal voor gebruik in verschillende toepassingen. Een ander voordeel is het printen in kleur, waardoor de nabewerkingskosten lager zijn. In FDM-printers wordt een dun filament van thermoplasten (d.w.z. kunststoffen die smelten bij verhitting, stollen bij kamertemperatuur) in een mondstuk gevoerd. Het mondstuk warmt op en smelt het plastic, dat vervolgens additief wordt afgezet in opeenvolgende dunne lagen om 3D-modellen te bouwen.

Tegenwoordig kan het FDM 3D-printproces in verschillende segmenten en toepassingen worden gebruikt voor zowel consumenten- als industrieel 3D-printen.

Desktop 3D-printen

Desktop 3D- of FDM-printen voor consumenten richt zich op hobbyisten en amateur-thuisgebruikers met kleine, betaalbare en gebruiksvriendelijke 3D-printers. Het laat de consumenten of hobbyisten experimenteren met hun CAD-ontwerpen en een idee krijgen van hun haalbaarheid. Omdat FDM-filamenten ook goedkoper zijn in prijs, biedt het een grote ruimte voor de correctie van het oorspronkelijke ontwerp en voor eventuele wijzigingen.

Functies

• Prijs: FDM is een van de goedkoopste afdrukopties op de markt. De prijs kan al beginnen met 200 EUR. Het is goedkoop in termen van zowel printen als het bouwmateriaal. Vergeleken met zijn tegenhangers zoals SLA en MJF, die ook voornamelijk worden gebruikt voor prototyping, is FDM goedkoper en biedt het een probleemloze productie.
• Volume opbouwen: Consumenten 3D-printers zijn ontworpen voor thuisgebruik. Daarom kunnen ze een miniversie van hun professionele tegenhangers worden genoemd. Het formaat van de afdruk varieert van 10 x 10 x 10 mm tot 200 x 200 x 200 mm.
• Materialen: De meest voorkomende materialen voor 3D-printen voor hobbyisten zijn PLA, ABS, PETG, ASA. Ze zijn goedkoop in prijs en gemakkelijk verkrijgbaar.
• Oplossing: De gebruikelijke resolutie van een desktop 3D-printer is 100-1000 micron in de X-Y-richting en is ongeveer 500 micron (0,5 mm) in de Z-richting.

Toepassingen

De meeste desktop 3D-printers zijn niet krachtig of efficiënt genoeg om te worden gebruikt voor rapid prototyping in industriële toepassingen. Ze zijn bedoeld voor hobbyisten en thuisgebruikers die op zoek zijn naar reserveonderdelen, op maat gemaakte items, speelgoed en decoratieve objecten enz. Het afdrukproces is meestal traag; een complex ontwerp kan enkele uren in beslag nemen om af te drukken en vereist vaak toezicht van de gebruiker. Beperkingen op het gebied van printmaterialen en snelheid betekenen dat 3D-printers voor consumenten het best thuis kunnen worden gebruikt.

Beperkingen

• Minder bouwvolume: Het bouwvolume van desktop 3D-printers is zelden groter dan 200 x 200 x 200 mm. Dit beperkt de toepassingen van de printer tot kleine objecten.
• Lage resolutie: Desktop 3D-printers printen meestal op 100 micron. Dit is aanzienlijk lager dan de laagste resolutie die beschikbaar is op professionele printers.
• Minder materiaalkeuze: 3D-printers voor consumenten kunnen slechts een handvol plastic materialen gebruiken om te printen.
• Lage afdruksnelheid: Lage afdruksnelheid en frequente afdrukfouten zijn grote uitdagingen voor de wijdverbreide acceptatie van 3D-printen.
• Lage nauwkeurigheid: Hoewel de nauwkeurigheid geleidelijk verbetert met elke generatie desktop 3D-printers, blijft deze ondermaats in vergelijking met professionele 3D-printers. Dit beperkt de complexiteit van objecten die kunnen worden afgedrukt.

Industrieel 3D-printen

Industrieel 3D-printen (ook wel "professioneel 3D-printen" genoemd) is de industriële tegenhanger van 3D-printen voor consumenten. Het wordt voornamelijk gebruikt voor conceptmodellering, tooling, productie, functionele prototypes en onderdelen voor eindgebruik. Professionele printers, zoals Stratasys 3D-printers, zijn aanzienlijk duurder, krachtiger en efficiënter dan desktopprinters.

Functies

• Prijs: Professionele 3D-printers worden door ontwerpers en productfabrikanten gebruikt voor het maken van mallen en prototypes. Ze moeten ook in staat zijn om grote objecten efficiënt te printen en zijn daarom duur. Het bouwmateriaal is ook duur. Het is normaal gesproken 5-6 keer zo groot als bij consumentenprinten.
• Volume opbouwen: Het bouwvolume is een belangrijke overweging bij professionele 3D-printers, omdat het bepalend is voor het grootste deel dat in één keer kan worden gebouwd. De bouwgrootte varieert van 200 x 200 x 300 mm tot 914 x 610 x 914 mm, afhankelijk van de printer.
• Materialen: De meest voorkomende materialen zijn PC, ABS M30, ULTEM.
• Oplossing: Resolutie verwijst naar de minimale dikte van de bouwlaag. Het is een essentiële vereiste voor professionele toepassingen. Professionele printers kunnen printen met resoluties van slechts 16 micron (Stratasys Objet1000). Hoogwaardige productieprinters kunnen zelfs lagen van slechts drie micron dik printen (3D Systems Pro 60 HD).

Materialen

Een van de belangrijkste voordelen van industriële printers ten opzichte van hun desktop-tegenhangers is het scala aan materialen waarin ze kunnen printen. De meeste fabrikanten hebben hun eigen speciaal ontwikkelde portfolio van gepatenteerde materialen. Het brede scala aan beschikbare materialen betekent dat eindgebruikers het materiaal kunnen kiezen dat past bij hun printvereisten.
Industriële printers maken ook het gebruik van veel geavanceerdere materialen mogelijk. Xometry biedt bijvoorbeeld een speciale optie voor FDM 3D-printen voor ABS-onderdelen met M30 Stratasys-materiaal, dat een hogere sterkte en betere eigenschappen heeft dan een standaardoptie.

Toepassingen

Conceptmodellering

Conceptmodellering omvat het tot leven brengen van ideeën en concepten in een vroeg stadium. Conceptmodellering is gebruikelijk in ontwerp-, engineering- en architectenbureaus voor het testen, proeflezen en verbeteren van de oorspronkelijke onbewerkte ontwerpen.

Mallen vervaardigen

Met professionele 3D-printers kunnen fabrikanten binnen enkele uren in-house mallen en afgietsels maken voor gereedschappen, opspanningen en mallen, waardoor de productietijd drastisch wordt verkort.

Snelle productie

Lagere kosten en hogere productiesnelheden betekenen dat fabrikanten 3D-printers kunnen gebruiken om onderdelen voor eindgebruik direct zonder gereedschap te maken. Rapid manufacturing kan de komende jaren een levensvatbaar alternatief zijn voor productie aan de lopende band als de 3D-printtechnologieën zich in het huidige tempo blijven ontwikkelen.

Snel prototypen

Een van de belangrijkste voordelen van professionele printers is hun vermogen om bewegende onderdelen van verschillende materialen te maken. Dit stelt fabrikanten in staat om volledig functionele prototypes te produceren voor testdoeleinden. Rapid prototyping kan de productiviteit verhogen en fouten vroeg in het ontwerpproces helpen identificeren.

Beperkingen

Dure afdrukken

De duur van het printen ontstaat door het dure bouwmateriaal. Er zijn andere processen zoals SLA en SLS die bijna op hetzelfde prijsniveau liggen en ook verschillende materialen aanbieden.

Conclusie

De onderstaande tabel geeft een korte samenvatting van beide typen printers.

Xometry Europe biedt snelle, betrouwbare en zeer nauwkeurige industriële FDM 3D-printservices. Via onze Instant Quoting Engine en ons netwerk van meer dan 2000 fabrikanten zorgen we ervoor dat u een naadloos productieproces van onderdelen ervaart, van offerte tot levering aan huis.