Het verschil tussen industriële FFF en desktop 3D-printers

3D-printen heeft het afgelopen decennium veel buzz gekregen, maar het is nauwelijks een nieuwe uitvinding. Hideo Kadama pionierde in 1981 met wat nu bekend staat als additive manufacturing toen hij een systeem voor snelle prototypen beschreef waarmee modellen konden worden gebouwd met meerdere lagen gestolde fotopolymeren. Sindsdien zijn ingenieurs niet gestopt met innoveren met 3D-printen. De industrie heeft zelfs geleid tot een reeks medische toepassingen, waarbij alleen al tussen 1999 en 2010 3D-geprinte blazen, nieren, beenprothesen en bloedvaten werden geproduceerd.

Het belangrijkste tijdperk in de geschiedenis van 3D-printen is misschien wel het midden van de jaren 2000, toen additive manufacturing steeds meer werd gedemocratiseerd. In 2009 liepen de oude patenten op fused filament fabricage (FFF) af en overspoelden desktopprinters de markt. Nu kunnen zowel amateurs als gevestigde ingenieurs CAD-ontwerpen maken en zo ongeveer alles bouwen wat ze willen, van bouten tot speelgoed tot vuurwapens. Er is echter een groot verschil tussen fused deposition modeling (FDM) van industriële kwaliteit, de Stratasys-merknaam voor FFF en filament-extrusie voor thuisgebruik.

De gedeelde technologie van industriële kwaliteit en desktop FFF

Industriële FFF en desktop FFF delen dezelfde kernprocessen, wat betekent dat ze allebei een verwarmd mondstuk gebruiken om thermoplastisch materiaal te smelten en het laag voor laag te extruderen totdat een vast product is gevormd. Bovendien hebben recente ontwikkelingen in de extrusie van desktopfilamenten ervoor gezorgd dat ze een beetje dichter bij de technische mogelijkheden van industrieel printen zijn gekomen.

Industrial FFF staat bekend om zijn hoge nauwkeurigheid omdat het strakkere controles heeft vanwege de verwerkingsparameters tijdens het printen. Industriële FFF-printers gebruiken kalibratie-algoritmen, verwarmde kamers, dubbele extrusie en hogere afdruktemperaturen om een ​​hoogwaardige afdruk te garanderen. Veel high-end filament-extrusie-desktopprinters op de markt beschikken over dezelfde functies en kunnen zelfs onderdelen produceren met een relatief hoge maatnauwkeurigheid en minimale functiegrootte, die de nuance benadert die wordt bereikt door industriële FFF.

Het is echter bekend dat zowel hobbyisten als technici desktopprinten combineren met printen van industriële kwaliteit. Veel ingenieurs gebruiken kleinschalige filament-extrusie voor prototyping-doeleinden. Prototypes geproduceerd via desktop FFF zullen echter niet dezelfde mechanische eigenschappen bereiken als die gemaakt met industriële technologie. Afgezien van de fundamentele technologische overeenkomsten en het vermogen tot detail, verschillen industriële en desktop-FFF's aanzienlijk.

Belangrijkste verschillen tussen industriële FFF en filament-extrusie

FFF van industriële kwaliteit, populair bij fabrikanten van additieven, is ontworpen voor kleine tot middelgrote productieruns, matrijzendruk voor kleine oplagen spuitgieten en het snel produceren van grote prototypen. Deze printers hebben grotere afdrukgebieden, zodat ze tijdens een enkele afdruk een of twee grote delen of meerdere kopieën van kleinere delen kunnen produceren. Printers van industriële kwaliteit, zoals de Stratasys F900, staan ​​ook bekend om hun herhaalbaarheid en betrouwbaarheid. Hetzelfde kan niet gezegd worden voor 3D-printers voor thuisgebruik.

Kleinere printers kunnen ook niet voldoen aan de materiaalcertificeringen die vereist zijn voor industriële FFF-toepassingen. ULTEM® (PEI) is bijvoorbeeld een van de weinige materialen op de markt die voldoet aan de voorschriften voor brand- en rooktoxiciteit voor gebruik in de ruimtevaart, en het is niet compatibel met desktopprinters. Vergelijkbare resultaten kunnen niet worden gerepliceerd. Hetzelfde geldt voor oplosbare ondersteunende materialen en de grote verscheidenheid aan technische kunststoffen die worden gebruikt met industriële FFF.

Tijdens de verwerking worden deze materialen vaak behandeld met additieven om ze bepaalde eigenschappen te geven waar ingenieurs naar op zoek zijn bij het bouwen van producten voor industriële toepassingen, zoals chemische bestendigheid of grotere sterkte. Als zodanig is industriële FFF een uitstekende keuze voor het maken van prototypen, gespecialiseerde onderdelen en hoogwaardige consumentenproducten zoals voedsel- en medicijnverpakkingen.

Een desktopprinter, die beter geschikt is voor degenen die in hun vrije tijd prototypes van kleine hoeveelheden onderdelen willen maken of willen experimenteren met filamentextrusie, kan ook worden gebruikt voor kleine oplagen van functionele onderdelen op een veel kleinere schaal. Dankzij de wijdverbreide media-aandacht en de groeiende populariteit van 3D-printen, zijn desktopprintmaterialen overal verkrijgbaar. Standaard PLA is gemakkelijk om mee te printen en kan fijnere details creëren die hobbyisten misschien zoeken in speelgoed of ingewikkelde modellen, terwijl ABS meer sterkte en thermische stabiliteit biedt.

Printen met een thuisprinter is ook veel voordeliger dan printen met industriële FFF. Een goede printer van kantoorkwaliteit kost ongeveer $ 50.000, vergeleken met industriële machines, die vaak honderdduizenden dollars kosten, volledig uitgerust. At-home filament-extrusieprinters vereisen echter een hoog niveau van gebruikersonderhoud en bijna constante kalibratie, waar ingenieurs en grote fabrikanten niet per se de tijd voor hebben. Toch is een kleinschalige filament-extrusieprinter een goede keuze voor hobbyisten.

Waar komt het op neer?

Consumenten moeten oppassen dat ze industriële FFF niet verwarren met desktop FFF, of aannemen dat ze dezelfde voordelen kunnen behalen met de ene machine als met de andere. Industriële FFF zal het meest gunstig zijn voor ingenieurs vanwege de grote bouwgrootte van de machines en de speciale mechanische eigenschappen die mogelijk worden gemaakt door industriële FFF. Voor hobbyisten of bedrijven die eenvoudige prototypes willen maken, is een kleine desktop 3D-printer prima geschikt voor snelle, kosteneffectieve builds.

Bij Fast Radius helpen we ingenieurs en ontwerpers om hun ideeën tot leven te brengen met behulp van industriële fused deposition-modellering en andere dynamische processen. Ons toegewijde team van technische experts zal uw volgende project tot het einde begeleiden, van idee tot productie tot uitvoering. Neem vandaag nog contact met ons op voor een offerte.

Klaar om meer te leren over verschillende soorten printers en processen? Bekijk de gerelateerde blogartikelen in ons informatiecentrum.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?