Het ABC van 3D-printen
Wat hebben een huis, een koraalrif, huidcellen en een zaag met elkaar gemeen?
Ze zijn allemaal in 3D geprint.
Het is geen geheim dat 3D-printen de innovatie in tal van sectoren versnelt, waaronder tandheelkunde, brillen, protheses, meubeldesign, archeologie, paleontologie en forensische wetenschappen. En we zijn nog maar net begonnen met het realiseren van het volledige potentieel van 3D-printen om de manier waarop we leven en werken drastisch te verbeteren.
Wat is 3D-printen?
3D-printen kan de vorm aannemen van veel verschillende processen waarbij een onderdeel additief wordt gemaakt door extra materiaal toe te voegen of te hechten. 3D-geprinte objecten kunnen geometrisch complex zijn en zijn ideaal in een breed scala aan productietoepassingen. Machines kunnen honderden tot miljoenen dollars kosten en gebruiken een breed scala aan technologieën om onderdelen te printen.
3D-printen is een onderdeel van additive manufacturing. Additieve fabricage is waar een onderdeel wordt gemaakt door materiaal toe te voegen, terwijl het subtractieve fabricageproces is waar een onderdeel wordt gemaakt door materiaal af te trekken. Bij 3D-printen maakt een 3D-printer een driedimensionaal object door uit te gaan van een CAD-bestand (computer-aided design). Er is een verscheidenheid aan materialen en 3D-printtechnologieën beschikbaar, waardoor het gemakkelijker dan ooit is om onderdelen te maken voor allerlei industrieën.
Hoe wordt 3D-printen gebruikt in de productie?
Hoewel 3D-printen vaak is gekoppeld aan speelgoed en hobbyartikelen, zijn ze meer dan in staat om onderdelen te produceren die bestand zijn tegen een groot aantal zware omgevingen. U kunt 3D-geprinte onderdelen vinden die worden gebruikt in productieprocessen in industrieën zoals energie, auto's en defensie. Van functionele prototypes, gereedschappen en armaturen tot onderdelen voor eindgebruik, de 3D-printindustrie transformeert vele andere industrieën en processen.
De meeste mensen gaan ervan uit dat 3D-printers een nieuwe technologie zijn, hoewel het je misschien zal verbazen dat ze al sinds de jaren tachtig bestaan. Tot 2009 werden printers echter meestal gebruikt voor industriële doeleinden en waren ze voor de meeste bedrijven onbetaalbaar in gebruik. Tegenwoordig gebruiken bedrijven over de hele wereld 3D-printers om onderdelen te bouwen voor productiedoeleinden met aanzienlijke verbeteringen in de 3D-printkosten. Een groot deel van de groei in de 3D-printindustrie komt van een explosie in het gebruik van 3D-printen in de productie, iets wat voorheen onmogelijk werd geacht toen het proces aansloeg.
Wat zijn de meest voorkomende 3D-printtechnologieën?
Hoewel er veel 3D-printtechnieken zijn, laten we ons concentreren op een aantal veelvoorkomende typen. Alle printtechnologieën bouwen onderdelen op in discrete plakjes die lagen worden genoemd.
- Fused Filament Fabrication (FFF, ook bekend als Fused Deposition Modeling)
- Continue vezelversterking (CFR)
FFF (Fused Filament Fabrication)
Fabricage van gesmolten filament is de meest voorkomende en betaalbare manier van printen, en de meeste machines gebruiken deze technologie. In FFF verwarmt de printer thermoplast tot een bijna smeltpunt en extrudeert het uit een mondstuk dat de dwarsdoorsnede van een onderdeel voor elke laag volgt. Dit proces herhaalt zich voor elke laag.
Continue vezelversterking (CFR)
Continue vezelversterking is een proces waarmee 3D-printers FFF-onderdelen kunnen versterken met continue vezels. Een CFR-compatibele machine gebruikt twee extrusiesystemen:een voor conventioneel FFF-filament en een tweede voor continue vezels met lange strengen. Doorlopende vezels worden in de laag gelegd, ter vervanging van FFF-vulling. De resulterende onderdelen zijn aanzienlijk sterker (tot 10 keer sterker dan elk standaard FFF-materiaal zoals ABS of PLA) en kunnen aluminium onderdelen in-toepassing vervangen.
Tegenwoordig zijn 3D-printers voor de fabricage van fused filament de meest gebruikte 3D-printtechnologie. Met koolstofvezel versterkte materialen bieden echter de voordelen van FFF door de zwakke punten van de belangrijkste onderdelen te elimineren. Terwijl FFF-onderdelen doorgaans worden beperkt door de sterkte van zwakke polymeren, zijn CFR-onderdelen sterk genoeg om machinaal bewerkt aluminium te vervangen bij belangrijke productieprocessen.
Waar het om gaat
Veel bedrijven zijn van mening dat het toevoegen van meerdere printers aan het productieproces de tijd die wordt besteed aan het intern vervaardigen van complexe onderdelen aanzienlijk kan verkorten. 3D-printers kunnen onderdelen sneller en tegen lage kosten maken voor op maat gemaakte onderdelen met een klein volume. Bedrijven kunnen zich concentreren op het maken van inkomsten en onderdelen voor eindgebruik, in plaats van tijd, geld en moeite te besteden aan onderdelen met een klein volume die mogelijk geen inkomsten genereren.
Met een 3D-printer kunt u snel ontwerpen herhalen zonder middelen te verspillen aan het wachten op onderdelen die mogelijk niet aan de kwaliteitsnormen voldoen. Dit maakt 3D-printers perfect voor kleine, op maat gemaakte prototypes, gereedschappen en opspanningen die vaak complex en moeilijk te bewerken zijn, maar essentieel zijn voor een efficiënt productieproces.
____
Wil je zien wat andere bedrijven hebben gemaakt door 3D-printen met Markforged? Bekijk onze toepassingsspotlights.
Misschien vind je dit ook leuk om te lezen:Hoe NASA JPL's Team CoSTAR de grenzen van verkenning verlegt met de Digital Forge
3d printen
- De rol die 'slicing' speelt bij 3D-printen
- De 3 basisstappen van 3D-printen
- Waarom 3D-printen in opkomst is
- Heeft 3D-printen het hoogste niveau van productiviteit bereikt?
- De toonaangevende onderzoeksinstellingen voor 3D-printen in het VK
- De zekering 1 afdrukken met de zekering 1
- Het IoT afdrukken
- De complete gids voor 3D-printen
- Wat is de grafische industrie?
- De toekomst van 3D-printen in de maakindustrie
- Is 3D-printen de toekomst van productie?