FDM 3D print bouwvolume

FDM 3D-printers zijn momenteel op de markt verkrijgbaar in een grote verscheidenheid aan bouwvolumes. Van printers met sokkels van 15 x 15 cm tot sokkels van 50 x 50 cm. Er is een algemene overtuiging dat hoe groter het bouwvolume is, hoe beter. Dit komt door de redenering dat alles wat op een kleine printer kan worden afgedrukt, ook op een grote printer kan worden afgedrukt, maar niet andersom.

Hoewel dit in principe correct is en het lijkt alsof een printer met grote volumes geen nadeel heeft ten opzichte van een kleine printer, zal een nadere blik op de technische aspecten van elke printer een aantal belangrijke afwegingen aan het licht brengen die de balans kunnen doen doorslaan ten gunste van kleine FDM 3D-printers.

Afbeelding 1:Creality CR10 S5 met voet van 50 cm. Bron:Creality

Allereerst is het noodzakelijk om de productiebasis te analyseren. Kleine bodems hebben een veel hogere mate van vlakheid dan grotere, omdat ze gemakkelijker te produceren zijn. Bovendien, om vervormingen te voorkomen, geldt dat hoe groter de basismaat, hoe groter de dikte moet zijn, wat niet altijd het geval is. Dit betekent dat terwijl het nivelleren van een sokkel van 20 x 20 cm heel eenvoudig is, het bij sokkels van 30 x 30 cm of 40 x 40 cm gebruikelijk is dat er aanzienlijke hoogteverschillen zijn tussen het midden en de hoeken. Dit is vooral merkbaar bij verhitting van aluminium onderstellen, aangezien grotere maten ook grotere vervormingen met zich meebrengen.

Dit maakt het moeilijker om een ​​goede eerste printlaag te verkrijgen, die essentieel is voor een goede hechting op bepaalde materialen. Sommige professionele grootformaatprinters, zoals de Raise3D Pro2 en Pro2 Plus, hebben extra ankerpunten naast de ankerpunten in de hoeken om deze vervormingen te compenseren en de vlakheid te verbeteren.

Afbeelding 2:Achteraanzicht van de constructiebasis van een Raise3D Pro2. Bron:Filament2Print

De problemen van grootformaatprinters in vergelijking met kleinformaatprinters zijn echter niet beperkt tot een slechtere vlakheid van het substraat. Een groter basisformaat betekent ook een langere verplaatsing van de printkop, wat zich vertaalt in langere riemen en geleiders. Langere aandrijfriemen gaan ook gepaard met een verlies aan positioneringsnauwkeurigheid, terwijl langere geleidingen of rails vatbaar zijn voor vervorming en lineariteitsfouten.

Om dit te compenseren,printers van groter formaat hebben specifieke ontwerpen en componenten van hogere kwaliteit en lagere productietoleranties nodig. Dit is echter zelden het geval, dus men zou kunnen zeggen dat de nauwkeurigheid van een FDM 3D-printer afneemt als functie van de grootte.

Afbeelding 3:Zortrax M200 Plus kleinformaat industriële printer. Bron:Zortrax

Een andere algemene overtuiging is dat zelfs als de geproduceerde onderdelen klein van formaat zijn, een 3D-printer met een grotere basis ervoor zorgt datelke keer meer onderdelen worden gemaakt . Dat klopt, maar het heeft meer nadelen dan voordelen. De afdruktijden bij FDM 3D-printen zijn evenredig met het aantal exemplaren dat tegelijkertijd wordt afgedrukt. Dit betekent dat het tijdsverschil tussen het maken van één productie van 10 delen en het maken van twee van de 5 delen te verwaarlozen is, alleen maar toeneemt in de tijd die nodig is om de eerste delen te verwijderen en de tweede productie te lanceren. Het heeft echter een groot nadeel:de faalkans neemt toe met de duur van de klus. De faalkans bij een 12-uursproductie is altijd groter dan bij een 6-uursproductie. Bovendien is het in het geval van hogere productievereisten altijd een betere oplossing om twee parallel werkende kleine printers aan te schaffen dan één grootformaatprinter, omdat de tijd en verliezen in geval van storing met de helft worden verminderd.

Bij het selecteren van een FDM 3D-printer, moet het criterium niet zijn om de grootste te kiezen die binnen het budget past, maar de kleinste die voldoet aan de meest voorkomende eisen van de gebruiker. Als 95% van de onderdelen kan worden vervaardigd op een basis van 20 x 20 cm, is het raadzaam om de mogelijkheid te overwegen om een ​​kleine machine aan te schaffen en de grotere onderdelen in onderdelen te vervaardigen en vervolgens te assembleren.