FDM 3D-Printen: Kiezen Tussen Desktop en Industriële Oplossingen

Fused Deposition Modeling (FDM) wordt vaak geassocieerd met het idee van goedkoop 3D-printen. In feite maakt de lage kosten en relatieve eenvoud van het FDM-proces het ideaal voor gebruik in diverse toepassingen. Een ander voordeel is het printen in kleur, wat de kosten van nabewerking verlaagt. In FDM-printers wordt een dun filament van thermoplastieken (kunststoffen die smelten bij verhitting, vast worden bij kamertemperatuur) in een düse gevoerd. De düse verhit en smelt het plastic, dat daarna additief in opeenvolgende dunne lagen wordt gedeponeerd om 3D-modellen te bouwen.

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

Desktop 3D-printen

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

Kenmerken

• Prijs: FDM is een van de goedkoopste printopties beschikbaar op de markt. De prijs kan al beginnen bij 200 EUR. Het is goedkoop in termen van printen alsmede het bouwmateriaal. Vergeleken met tegenhangers zoals SLA en MJF, die ook voornamelijk voor prototyping gebruikt worden, is FDM goedkoper en biedt hasselvrije productie.
• Bouwvolume: Consumenten 3D-printers zijn ontworpen voor thuisgebruik. Daarom kunnen ze een mini-versie van hun professionele tegenhangers genoemd worden. De printgrootte varieert van 10 x 10 x 10 mm tot 200 x 200 x 200 mm.
• Materialen: De meest voorkomende materialen voor hobbyist 3D-printen zijn PLA, ABS, PETG, ASA. Ze zijn goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar.
• Resolutie: De gebruikelijke resolutie van een desktop 3D-printer is 100-1000 micron in X-Y-richtingen en ongeveer 500 micron (0,5 mm) in Z-richting.

Toepassingen

De meeste desktop 3D-printers zijn noch krachtig noch efficiënt genoeg om gebruikt te worden voor snel prototyping in industriële toepassingen. Ze zijn gericht op hobbyisten en thuisgebruikers die reservedelen, aangepaste items, speelgoed en decoratieve objecten willen creëren. Het printproces is meestal langzaam; een complex ontwerp kan uren duren om te printen en vereist vaak gebruikers toezicht. Beperkingen in printmaterialen en snelheid betekenen dat consumenten 3D-printers het beste thuis gebruikt worden.

Beperkingen

• Minder bouwvolume: Het bouwvolume van desktop 3D-printers overschrijdt zelden 200 x 200 x 200 mm. Dit beperkt de toepassingen van de printer tot kleinschalige objecten.
• Lage resolutie: Desktop 3D-printers printen meestal op 100 micron. Dit is aanzienlijk lager dan de laagste resolutie beschikbaar op professionele printers.
• Minder keuze aan materialen: Consumenten 3D-printers kunnen slechts een handvol kunststofmaterialen gebruiken voor printen.
• Trage printsnelheid: Trage printsnelheid en frequente printfouten zijn grote uitdagingen voor de wijdverspreide adoptie van 3D-printen.
• Lage nauwkeurigheid: Hoewel de nauwkeurigheid geleidelijk verbetert met elke generatie desktop 3D-printers, blijft het sub-par vergeleken met professionele 3D-printers. Dit beperkt de complexiteit van objecten die geprint kunnen worden.

Industriële 3D-printen

Industriële 3D-printen (ook wel "professioneel 3D-printen" genoemd) is de industriële tegenhanger van consumenten 3D-printen. Het wordt voornamelijk gebruikt voor conceptmodellering, tooling, productie, functionele prototypes alsook eindgebruiksdelen. Professionele printers, zoals Stratasys 3D-printers, zijn significant duurder, krachtiger en efficiënter dan desktop printers.

Kenmerken

• Prijs: Professionele 3D-printers worden gebruikt door ontwerpers en productfabrikanten voor het maken van vouwen en prototypes. Ze moeten ook in staat zijn om grote objecten efficiënt te printen en zijn daarom duur. Het bouwmateriaal is ook duur. Het eindigt normaal 5-6 keer duurder dan consumentenprinten.
• Bouwvolume: Bouwvolume is een significante overweging in professionele 3D-printers omdat het het grootste deel bepaalt dat in één keer gebouwd kan worden. De bouwwgrootte 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.
• Resolutie: Resolutie verwijst naar de minimale dikte van de bouwlaag. Het is een sleutelvereiste voor professionele toepassingen. Professionele printers kunnen printen met resoluties zo laag als 16 micron (Stratasys Objet1000). High-end productieklassen printers kunnen zelfs lagen van slechts drie micron printen (3D Systems Pro 60 HD).

Materialen

Een van de hoofddelen van industriële printers ten opzichte van hun desktop-gelogenoten is de reeks materialen waar ze in kunnen printen. De meeste fabricanten hebben hun eigen gespecialiseerde portefeuille van eigen materialen. De brede reeks beschikbare materialen betekent dat eindgebruikers het materiaal kunnen selecteren dat past bij hun printvereisten.
Industriële printers staan ook het gebruik van veel meer geavanceerde materialen toe. Als voorbeeld biedt Xometry een speciale optie van FDM 3D-printen voor ABS-delen met M30 Stratasys-materiaal, dat hogere sterkte en betere eigenschappen heeft dan een standaardoptie.

Toepassingen

Conceptmodellering

Conceptmodellering omvat het tot leven brengen van vroege ideeën en concepten. Conceptmodellering is gangbaar in ontwerp-, engineering- en architectuurbureaus voor testen, bewijzen en verbeteren van de initiële ruwe ontwerpen.

Productie van Vouwen

Professionele 3D-printers stellen fabricanten in staat om vouwen en gieten voor gereedschappen, vastzetten en beugels in-house binnen uren te maken, wat de productietijd dramatisch verlaagt.

Snelle Productie (Rapid Manufacturing)

Verminderde kosten en snellere productiesnelheden betekenen dat fabricanten 3D-printers kunnen gebruiken om eindgebruiksdelen direct zonder tooling te creëren. Snelle productie kan een haalbare alternatief zijn voor bandproductie in de komende jaren als 3D-printtechnologieën blijven vooruitgaan op het huidige tempo.

Snel Prototyping (Rapid Prototyping)

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

Beperkingen

Duur Printen

Duurheid in printen ontstaat door het dure bouwmateriaal. Er zijn andere processen zoals SLA en SLS die bijna op hetzelfde prijsniveau zitten en ook verschillende materialen aanbieden.

Conclusie

De onderstaande tabel geeft een kort overzicht van beide typen printers.

Xometry Europe biedt snelle, betrouwbare en uiterst nauwkeurige Industriële FDM 3D-printdiensten. Via onze Instant Quoting Engine en ons netwerk van meer dan 2.000 fabricanten, zorgen wij ervoor dat u een naadloze deelproductieproces ervaart, van offerte tot bezorging aan de deur.