3D-afdruktechnieken:verschillende soorten 3D-afdrukken

3D-printen is een populaire en veelzijdige techniek die gepaard gaat met een overvloed aan toepassingen en voordelen. De term staat synoniem voor additive manufacturing, een overkoepelende term voor alle 3D-printtechnieken. Additieve productie-eenheden bouwen elk onderdeel laag voor laag en brengen een lange lijst met voordelen met zich mee.

Bovendien kunt u met alle verschillende soorten 3D-printtechnieken kiezen tussen materiaalsoorten en de juiste combinatie van oppervlakteafwerking, duurzaamheid, snelheid en kosten krijgen. Dit artikel gaat in op de gebruikelijke methoden van 3D-printen en legt uit hoe ze werken om u te helpen de beste keuze voor uw project te maken.

Additieve productie:een kort overzicht

Zoals gezegd is Additive manufacturing de overkoepelende term die alle methoden van 3D-printen beschrijft. Elke 3D-printtechniek maakt gebruik van een CAD-ontwerp van een computer en bouwt de precieze geometrische vorm in lagen op. Daar komt de naam additive manufacturing vandaan. In tegenstelling tot deze technologie, vereisen traditionele technieken over het algemeen dat je de overtollige materialen verwijdert om de vormen te creëren die je nodig hebt.

In het begin waren bepaalde thermoplasten de enige geschikte materialen voor 3D-printen. Dit beperkte de toepassingen van het concept omdat kunststoffen niet de noodzakelijke fysieke kenmerken hebben voor veel hoogwaardige industrieën. De situatie is echter met de tijd verbeterd omdat verschillende technieken het gebruik van andere materialen zoals metalen, keramiek en zelfs organische materialen mogelijk maakten.

Zelfs dan behoren thermoplasten tegenwoordig tot de meest populaire materialen voor 3D-printtechnologieën. Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS), polymelkzuur (PLA), polycarbonaat (PC) en polyvinylalcohol (PVA) zijn enkele van de meest voorkomende keuzes in verschillende industrieën vanwege hun veelzijdigheid en geschikte eigenschappen.

Soorten 3D-afdruktechnieken

1 – Bindmiddelspuiten

Binder jetting is een eenvoudige methode van 3D-printen die afhankelijk is van een industrieel bindmiddel om verschillende lagen van een onderdeel te verbinden. Bij binder jetting is de input het belangrijkste materiaal in poedervorm dat de printer neerslaat met een dun laagje bindmiddel.

Verder werkt het proces met materialen zoals zand, sommige polymeren, metaalpoeders en keramische metaalverbindingen. Dit is een van de goedkope 3D-printmethoden waarmee grote volumes kunnen worden geproduceerd met een lage doorlooptijd.

Bovendien brengen de ontwerpflexibiliteit en uitstekende kleurweergave samen met de maatnauwkeurigheid van 0,2 mm (metaal) kosten met zich mee. De mechanische eigenschappen van uw resultaten zullen niet zo goed zijn, waardoor deze techniek beperkt blijft tot toepassingen met een lage intensiteit. Enkele van de meest voorkomende toepassingen van Binder Jetting zijn bijvoorbeeld:

• Metalen onderdelen
• Realistische modellen
• Goedkope prototypes
• Zandgietvormen

2 – Materiaalstralen

Een andere populaire keuze onder de soorten 3D-printtechnologie is het materiaalstraalproces. In dit geval gebruikt de 3D-printer druppeltjes van vloeibaar gemaakt materiaal om elke laag te bouwen.

Een ding dat dit proces uniek maakt, is de mogelijkheid om verschillende soorten materiaal op een enkel object te gebruiken. Als gevolg hiervan kunt u onderdelen vervaardigen met gemengde kleuren en texturen die u een op maat gemaakte esthetische uitstraling van het eindproduct kunnen geven.

Over het algemeen is fotopolymeerhars het enige levensvatbare materiaal voor dit type 3D-printproces. Het levert de meest gedetailleerde en beste oppervlakteafwerking met een maatnauwkeurigheid van 0,1 mm, maar de onderdelen zijn vanwege hun zwakke eigenschappen en brosheid niet geschikt voor mechanische toepassingen.

Hier zijn enkele van de meest voorkomende toepassingen van het materiaalstraalproces:

• Esthetische prototypes
• Prototypes van spuitgietmatrijs
• Medische modellen uitwerken
• Ontwerp presentaties

3 – Materiaalextrusie

Extrusie is een veelvoorkomend industrieel proces waarbij je elk materiaal in de buurt van het smeltpunt door een kleinere opening duwt. Evenzo werkt de 3D-printtechniek volgens hetzelfde principe. In de meeste gevallen wordt bij het extrusieproces gebruik gemaakt van kunststoffen en composietfilamenten. PLA, ABS, PET, koolstofvezel en andere materialen zijn bijvoorbeeld heel gewoon.

Tijdens het proces worden materialen door een klein mondstuk geduwd dat ze tot het smeltpunt verwarmt en afgezet op een vooraf bepaald pad dat een laag vormt.

Het proces wordt meerdere keren herhaald totdat je het hele onderdeel hebt voltooid. Tegenwoordig kun je biomaterialen, eetbare artikelen en een verscheidenheid aan andere materialen extruderen, maar PLA, ABS en andere kunststoffen zijn de meest voorkomende.

Materiaalextrusie is verreweg de goedkoopste 3D-printtechniek met behoorlijke nauwkeurigheid en veelzijdigheid. Daarom zult u merken dat de meeste huishoudelijke 3D-printers dit type 3D-printtechnologie gebruiken, omdat het gebruikelijker en gemakkelijker te hanteren is.

Hier zijn enkele van de meest voorkomende toepassingen van materiaalextrusie bij 3D-printen:

• Elektronische behuizingen
• Nauwsluitend
• Installaties
• Beleggingsgietpatronen

4 – Vat-polymerisatie

Dit is een uniek 3D-printproces waarbij een lichtbron wordt gebruikt om een ​​fotopolymeerhars uit te harden. Het materiaal dat hiervoor geschikt is, is alleen fotopolymeerhars dat in vele kleuren en vormen verkrijgbaar is. Deze methode zorgt voor een uitzonderlijke oppervlakteafwerking en maakt uitgebreide en complexe geometrieën mogelijk.

De vatpolymerisatietechniek wordt vaak verder gekarakteriseerd in verschillende typen. Dit zijn de drie belangrijkste:

• Stereolithografie (SLA)
• Digitale lichtverwerking (DLP)
• Gemaskeerde stereolithografie (MSLA)

Bovendien zijn er ook meerdere andere vormen in onderzoek die de toepassing en de veelzijdigheid van deze techniek verder verbeteren. Het hoofdconcept is vergelijkbaar. Het verschil tussen al deze vormen is echter de lichtbron, die eigenlijk een integrale rol speelt in het uithardingsproces.

Enkele van de meest voorkomende toepassingen waarbij u 3D-printen met btw-polymerisatie gebruikt, worden hieronder vermeld:

• Injectie mallen
• Polymeer prototypes
• Ontwerp presentaties
• Tandapparatuur
• Medische onderdelen
• Sieradenindustrie 

5 – Poederbed Fusion

Dit is een van de meest geavanceerde vormen van 3D-printen met veel potentieel in veel high-end toepassingen. Poederbedfusie werkt door een thermische bron over een klein gebied te concentreren om fusie te induceren tussen materiaallagen in hun poedervorm.

Het proces werkt bijvoorbeeld op de meeste thermoplasten, keramiek en metalen om een ​​uitzonderlijke maatnauwkeurigheid van 0,3% te leveren. Enkele van de gebruikelijke 3D-printprocessen zijn Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Meling (SLM), Electron Beam Meling (EBM), Direct Metal Laser Sintering (DMLS) en Multi Jet Fusion (MJF) om er maar een paar te noemen.

Om dit te illustreren, volgen hier enkele veelvoorkomende toepassingen die afhankelijk zijn van de poederbedfusietechniek:

• Functionele metalen onderdelen
• Lage productie
• Holle ontwerpen

6 – Directe energieafzetting

Directe energiedepositie is een 3D-printtechniek die geen ondersteunende structuur vereist en tegelijkertijd werkt om de lagen af ​​te zetten en uit te harden. Bovendien vertrouwt de techniek op een elektronenstraal, krachtige laser of plasma om materiaal nabij het smeltpunt sterk te activeren om de lagen te bouwen.

De toepassingen van DED zijn niet beperkt tot het bouwen van dingen alleen. Het unieke proces repareert objecten en daar zie je het over het algemeen vaker.

De meest voorkomende soorten processen zijn LENS, EBAM, Cold Spray en andere. Bovendien is het DED-proces beperkt tot alleen metalen en werkt het goed met zowel draden als poeders. U zult echter veel geld moeten uitgeven aan nabewerking, wat het voor veel industrieën geen haalbare optie maakt.

Enkele van de meest voorkomende toepassingen van DED zijn bijvoorbeeld:

• Hoogwaardige componenten repareren
• Functionele prototypen

7 – Lamineren van vellen

Zoals de naam al doet vermoeden, is lamineren van platen een techniek waarbij extreem dunne metalen platen over elkaar worden gestapeld om een ​​3D-object te produceren. Dit proces is echter vrij onnauwkeurig, maar levert extreem snelle en economische resultaten op. Daardoor worden beperkte mogelijkheden voor functionele toepassingen gepresenteerd.

Over het algemeen gebruikt het lamineerproces voor vellen papier, polymeer of dunne metalen platen voor dit proces. De meest voorkomende verwerkingstechnologieën zijn Laminated Object Manufacturing (LOM) en Ultrasonic Consolidation (UC), die veel afval produceren en het onderdeel voor gebruik verder moeten verwerken.

Enkele van de meest voorkomende toepassingen van het lamineerproces zijn:

• Niet-functionele prototypen
• Ontwerp levensvatbaarheidsbeoordeling
• Presentatiemodellen
• Meerkleurenafdrukken
• Matrijs gieten

Maak effectieve prototypes zonder gedoe, neem contact op met RapidDirect voor premium 3D-printservices tegen de beste prijs.

Veelgebruikte toepassingen van 3D-printen

3D-printen wordt vaak geassocieerd met rapid prototyping en terecht. Het is tegenwoordig een van de meest voorkomende toepassingen van deze technologie. De methoden voor 3D-printen zijn echter in de loop van de tijd geëvolueerd en bestrijken nu verschillende nieuwe domeinen.

Tegenwoordig zijn verschillende 3D-printtechnieken essentieel voor verschillende industriële sectoren. Hier zijn enkele van de gebieden waar de 3D-printmethode een integrale rol speelt om innovatie en groei te stimuleren.

1 – Ruimtevaart

De lucht- en ruimtevaart- en defensiesector heeft een leeuwendeel als het gaat om het toepassen van 3D-printen op haar processen. De markt voor soorten 3D-printen in de lucht- en ruimtevaartsector bedraagt ​​bijvoorbeeld meer dan $ 10,4 miljard en blijft groeien met de tijd.

Bovendien is rapid prototyping niet de enige praktische toepassing van verschillende 3D-printmethoden in de lucht- en ruimtevaartsector. Van gereedschappen tot de ontwikkeling van lichtgewicht componenten en zelfs structurele elementen van vliegtuigen, de technologie blijft materiaalefficiëntie vergemakkelijken. Met als resultaat meer mogelijkheden om de totale kosten te verlagen zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit.

2 – Automobiel

De Automotive-sector is de volgende grote stap als het gaat om de mogelijke toepassingen van 3D-printtypes op grote schaal. De wereldwijde vraag naar verschillende soorten 3D-printen blijft exponentieel stijgen en experts zijn van mening dat de lucht- en ruimtevaartindustrie in de nabije toekomst zware concurrentie zal krijgen voor een toppositie.

Bovendien valt de ontwikkeling van nieuwe soorten 3D-printtechnologieën samen met de toegenomen vraag naar meer gestroomlijnde auto's en lichtgewicht componenten. Evenzo kunnen traditionele productiebenaderingen de huidige eisen van de sector niet bijhouden en lijkt 3D-printen het volgende antwoord te zijn.

Vandaag de dag is rapid prototyping de belangrijkste toepassing van deze sector, maar de toekomst is echt spannend met potentieel voor snellere productontwikkeling en meer ontwerpflexibiliteit.

3 – Gezondheidszorg

Een andere uitstekende weg waar 3D-printen een belangrijke rol speelt in de zorgsector. Geavanceerde apparaten, protheses, implantaten en andere persoonlijke medische hulpmiddelen vereisen bijvoorbeeld flexibiliteit en maatwerk. Gelukkig zijn verschillende soorten 3D-printmethoden een perfecte oplossing om aan de dynamische eisen van deze sector te voldoen.

Verder is bioprinten een belangrijke toepassing van 3D-printtechnieken. Onderzoekers werken tegenwoordig bijvoorbeeld aan het combineren van stamcelonderzoek en 3D-printen om kunstmatige organen te maken. Dit is belangrijk onderzoek dat levens kan redden en de bijbehorende risico's die gepaard gaan met transplantatieoperaties kan verminderen, aangezien het biomateriaal identiek zal zijn aan de cellen van de patiënt.

4 – Industriële processen

Behalve dat ze integraal zijn voor specifieke industriële sectoren zoals lucht- en ruimtevaart en gezondheidszorg, spelen alle 3D-printtypes ook een rol in veel algemene industriële processen. Ter illustratie:rapid prototyping, tooling en andere toepassingen helpen bedrijven hun efficiëntie te behouden, flexibiliteit te bereiken en de totale kosten te verlagen.

5 – Consumptiegoederen

Op de consument gerichte industrieën hebben een zorgvuldige planning en flexibiliteit nodig om ervoor te zorgen dat een bepaald merk of product de beste keuze op de markt blijft. Dit betekent nieuwe ergonomische ontwerpen en ongebruikelijke vormen die met traditionele bewerkingstechnieken vaak onmogelijk te realiseren zijn.

Bovendien is 3D-printen voor massaproductie een van de meest succesvolle manieren om aan moderne eisen te voldoen door functionaliteit en esthetiek te combineren. Van productontwikkeling tot testen, prototyping en uiteindelijke productie. Als gevolg hiervan wordt 3D-printen steeds populairder in de sector consumptiegoederen.

Waarom is 3D-printen een betere keuze?

U kunt met geen enkele technische industrie verwant zijn en niet horen over alle voordelen die 3D-printen biedt. De hoeveelheid veelzijdige toepassingen die 3D-printen biedt, is een leidende factor geweest in zijn welverdiende populariteit.

Bovendien kan elke tech-liefhebber u informeren over het gemak waarmee u zeer geavanceerde onderdelen kunt maken met weinig tot geen verspilling. Bovendien slagen alle beschikbare 3D-printtechnieken erin om het comfort van eenvoudige en efficiënte wijzigingen te bieden, terwijl u zowel uw kosten als tijd bespaart.

Kijk eens naar de volgende voordelen die nog maar het begin zijn van alles wat additive manufacturing te bieden heeft:

• Verkort doorlooptijden
• Hoge sterkte en duurzaamheid van gemaakte objecten
• Maakt fabricage van unieke en specifieke onderdelen mogelijk
• Biedt efficiënte en snelle oplossingen
• Is de ideale keuze voor rapid prototyping

7 overwegingen bij het kiezen van een 3D-afdruktechniek

3D-printen is een brede term die een verzameling van verschillende soorten 3D-printen omvat, zoals eerder besproken.

Het is een uitdaging op zich om te begrijpen welke methoden voor 3D-printen u moet gebruiken. Deze taak vereist dus diepgaande kennis over de technische vereisten van uw toepassing, maar ook over de sterke en zwakke punten van elke beschikbare methode. Eén benadering die u kunt gebruiken om u te helpen beslissen op basis van de primaire beperkingen van uw project. De volgende 7 beperkingen kunnen bijvoorbeeld de belangrijkste zijn om u te helpen beslissen.

• Budget
• Geometrische eigenschappen
• Materiaal dat wordt gebruikt om af te drukken
• Mechanische eigenschappen
• Productiesnelheid
• Aantal onderdelen
• Veiligheid

Veelgestelde vragen over de soorten 3D-printen

Het kan een moeilijke taak zijn om alle complexiteiten binnen het 3D-printproces te begrijpen. Hier zijn enkele van de veelvoorkomende vragen die u mogelijk heeft over 3D-printen en additive manufacturing als geheel.

Hoeveel soorten 3D-printen zijn er?

U zult verschillende 3D-printers op de markt vinden, maar de bovengenoemde 7 technieken - namelijk Binder Jetting, Material Jetting, Material Extrusion, Vat Polymerization, Powder Bed Fusion, Direct Energy Deposition en Sheet Lamination - komen het meest voor in veel industrieën.

Bovendien dekken deze technieken een breed scala aan materialen en leveren ze de perfecte balans tussen functionaliteit, esthetiek en kosten om de meest voorkomende toepassingen van 33D-printtechnologie te dekken.

Wat is de meest voorkomende vorm van 3D-printen?

Fused deposition modeling, of kortweg FDM, onderscheidt zich als de meest gebruikte 3D-printtechniek op consumentenniveau. Daarom is de technologie uitgebreid gepolijst en aangepast voor de desktop. De meeste gebruikers van FDM hebben ontdekt dat het betaalbaarder en gebruiksvriendelijker is.

Welk type 3D-printen biedt onderdelen met een hoge resolutie?

Als de resolutie van onderdelen een van uw belangrijkste zorgen is, dan is de beste keuze voor u om SLA 3D-printers te gebruiken. SLA produceert betere en gedetailleerdere afdrukken, waardoor nauwkeurigere onderdelen met een hogere nauwkeurigheid kunnen worden vervaardigd.

Aan de slag met RapidDierect 3D-afdrukservice

Of je nu niet zeker weet welke 3D-printtechniek je moet gebruiken of dat je snelle prototyping-services nodig hebt, RapidDirect is de ideale partner om te hebben.

Met RapidDirect heeft u FDM-, SLA- en SLS-services van topkwaliteit binnen handbereik, allemaal aangeboden tegen een concurrerende prijs. Bovendien biedt RapidDirect u een breed scala aan materialen en oppervlakteafwerking om uit te kiezen. Niet alleen dat, als u in de war bent over elke stap van het fabricageproces, of professioneel advies nodig heeft, kunt u contact met ons opnemen voor advies van ons team van experts.

Neem vandaag nog contact met ons op om aan de slag te gaan. U kunt uw bestanden ook uploaden op de website om binnen enkele uren een offerte en een DfM-analyse te krijgen.