10 jaar Lay Filaments

Elke uitvinding begint als een experiment en is tot op zekere hoogte als revolutionair beschouwd. Additive manufacturing is in dit opzicht niet anders, en het experimentele en revolutionaire aspect van nieuwe materialen en technologieën in 3D-printen is altijd heel opvallend en opwindend. Dit komt doordat 3D-printen relatief nieuw is, maar zich in een werkelijk verbluffend tempo ontwikkelt, vooral omdat steeds meer sectoren en bedrijven besluiten om Industrie 4.0 te betreden met behulp van AM. Dit betekent een enorme verscheidenheid aan behoeften waaraan moet worden voldaan en uitdagingen die moeten worden overwonnen.

Tien productieve jaren op de 3D-printmarkt

10 jaar geleden toen de 3D-printmarkt alleen PLA en ABS te bieden had, lanceerde een Duitse ingenieur Kai Parthy zijn eerste filament genaamd LayWoo-D3. In die tijd was het het eerste houten filament op de markt en de uitvinder wekte zelf interesse in de 3D-printgemeenschap. Zijn volgende uitvinding LayBrick moedigde andere fabrikanten aan om ook te gaan experimenteren met hout en keramische filamenten. Vanaf vandaag kan gerust worden gesteld dat Kai Parthy niet heeft teleurgesteld, aangezien hij niet is gestopt met het leveren van 3D-printfilamenten en andere uitvindingen, zoals een tweekleurige hotend of anti-warping-oplossingen.

De Lay Filaments-catalogus

De Lay Filaments-catalogus bestaat uit meer dan 10 innovatieve filamenten (sommige met variaties) met interessante eigenschappen, vaak ongeëvenaard in de 3D-printmarkt. De Lay-filamenten hebben zeer unieke en praktische toepassingen, en vaker wel dan niet, leveren ze een object op dat er helemaal niet 3D-geprint uitziet, wat in bepaalde toepassingen een voordeel kan zijn. Alle filamenten van Kai Parthy zijn producten van hoge kwaliteit die uitgebreid worden getest voordat ze op de markt worden gebracht. Enkele van de meest inventieve Lay-filamenten zijn GrowLay, de LayWood-serie, LayBrick, LayCeramic, Reflect-o-Lay, SoLay, MoldLay, de PoroLay-serie en de LayAway-serie.

GrowLay

Ten tijde van de lancering was het GrowLay filament een materiaal dat nog nooit eerder in 3D-printen was gezien. Het is een biologisch afbreekbaar microcapillair filament dat water, vloeibare kunstmest, zaden en substraat kan absorberen. Daarom kan het dienen als structuur voor het kweken van planten, schimmels, korstmossen, mos en zelfs kaas.

Afbeelding 1:Stukken 3D geprint met het bruine en witte GrowLay filament. Bron:Lay Filaments.

Er zijn twee opties:Brown GrowLay en White GrowLay. Beide kunnen worden geverfd met voedselkleurstoffen en worden gesteriliseerd (nooit thermisch), waardoor het erg populair is geworden bij onderzoekscentra, farmaceutische instellingen en zelfs creatieve chef-koks.

Video 1:3D-printen met het Brown GrowLay-filament. Bron:RucklerSaga.

Hoewel de Brown GrowLay natuurlijke houtcellen in zijn samenstelling bevat, heeft de White GrowLay dat niet, wat zich vertaalt in een lagere treksterkte en stijfheid. Dit maakt het iets moeilijker om te 3D-printen en om die reden is het aan te raden voor degenen die ervaring hebben met de Brown GrowLay.

De LayWood-serie

LayWoo-D3 is het filament waar alles mee begon in 2012. Dit filament is samengesteld uit 40% houtvezels en de oppervlakteafwerking is vergelijkbaar met die van hout. Het kan worden geschuurd en geverfd en verandert van kleur afhankelijk van de extrusietemperatuur, waardoor het perfect is voor het 3D-printen van decoratieve stukken, zoals interieurdecoratie of houten lijstwerk.

Afbeelding 2:LayWoo-D3 (rechts) en LayWood Flex (links) van Lay Filaments. Bron:Lay Filaments.

Laywood Flex is gemaakt op basis van LayWoo-D3 door flexibilizer-componenten toe te voegen. Het is samengesteld uit 35% houtvezels, een polymeer bindmiddel en een flexibilizer. Net als Laywoo-D3 kan het worden geschuurd en geverfd, en de extrusietemperatuur verandert zijn flexibiliteit en kleur, wat kan worden gebruikt om het jaarlijkse jaarringen-effect na te bootsen.

LayBrick en LayCeramic

LayBrick is samengesteld uit zandsteen en een polymeerbindmiddel, en de oppervlakteafwerking lijkt op steen of keramiek, hoewel het qua eigenschappen geen keramisch filament is. De ruwheid neemt toe of af afhankelijk van de extrusietemperatuur. Net als LayWood is LayBrick perfect voor het printen van decoratieve 3D-onderdelen of voor het printen van architectonische modellen.

Afbeelding 3:De LayBrick (links) en LayCeramic (rechts) filamenten door Kai Parthy. Bron:Lay Filaments.

LayCeramic daarentegen is een filament met daadwerkelijke keramische eigenschappen. Een object 3D geprint met dit filament moet worden onderworpen aan een proces van ontbinden en sinteren om het polymeerbindmiddel te verwijderen om het onderdeel volledig keramisch te maken. Vervolgens kan het stuk verder worden bewerkt (bijvoorbeeld geëmailleerd) om het een keramisch uiterlijk te geven.

Reflect-o-Lay

Reflect-O-Lay is een filament gemaakt van semi-flexibel PLA en retroreflecterende kralen, nog een uitvinding van Kai Parthy. Het filament is gevuld met miljoenen reflecterende pigmenten die intens oplichten wanneer ze worden verlicht door een zaklamp of autolampen, ongeacht de hoek.

Video 2:De theorie achter het Reflect-O-Lay filament. Bron:Lay Filaments.

Reflect-O-Lay kan worden gebruikt voor het 3D-printen van fietsaccessoires of passieve signalering voor zichtbaarheid en veiligheid in het verkeer, of coole glow-in-the-dark-accessoires. 3D-onderdelen die met Reflect-O-Lay zijn geprint, zijn flexibel en wasbaar, zodat ze op kleding kunnen worden gelijmd of genaaid en gewassen zonder het risico dat de reflecterende eigenschappen verloren gaan.

SoLay

Solay is een filament zo elastisch als rubber (Shore-hardheid 90A) en is bedoeld om op dezelfde manier als rubber te worden gebruikt, bijvoorbeeld in schoenzolen, riemen of armbanden. Het is ontwikkeld met de textielsector in het achterhoofd, maar het kan ook in andere industrieën worden gebruikt, zowel voor prototyping als voor het 3D-printen van eindgebruiksonderdelen. Het is perfect voor het 3D-printen van experimenteel schoeisel, omdat het kan worden geverfd (zowel het filament als het geprinte stuk) met inkt op alcoholbasis.

Afbeelding 4:Een 3D-geprint stuk verven met het Solay-filament. Bron:Lay Filaments.

Het is gemakkelijk om te 3D-printen en het wordt aanbevolen om dit te doen op een 3D-printer met een directe extruder (beter voor flexibele filamenten), zoals de Raise 3D Pro2-printer of de Creality CR-10-printer .

MoldLay

MoldLay is de nieuwste release van Kai Parthy. Het is een filament met wasachtige eigenschappen. Het is ontworpen voor het printen van 3D-mallen voor verloren wasgieten en voor permanente mallen voor metalen. Het vertoont bijna geen spanning en er is geen warmtebed nodig voor 3D-printen. Bij de verloren was-gietmethode wordt de mal omgeven door beton en smelt het filamentmodel erin, waardoor er een vorm overblijft die gevuld kan worden met het gewenste gesmolten metaal

Video 3:Verloren wasgieten met het MoldLay-filament. Bron:Lay Filaments.

Zodra het stuk klaar is, kan het resterende beton worden verwijderd door het stuk een paar uur onder te dompelen in een bad met citroenzuur. MoldLay maakt het gietproces eenvoudiger, betaalbaarder en sneller dan traditioneel verloren was gieten. Het stoot geen giftige dampen uit wanneer het wordt gesmolten en er is geen speciale apparatuur voor nodig, aangezien MoldLay in een gewone keukenoven kan worden vastgemaakt.

De PoroLay-serie

Lay-Fomm en Gel-Lay zijn twee zeer unieke filamenten uit de PoroLay-familie. De materialen uit de PoroLay-familie zijn ontworpen om microporeuze, drijvende en rekbare schuimachtige, rubberachtige of leerachtige objecten in 3D te printen.

Lay-Fomm, beschikbaar in twee opties:LayFomm 40 (Shore-hardheid van 40A) en LayFomm 60 (Shore 60A), is zeer poreus en gedeeltelijk oplosbaar. Het is gemaakt van een polymeer en PVA, een oplosbaar materiaal. Het 3D-geprinte object is stijf en sterk, maar wanneer het in water wordt geplaatst, lost de PVA op en blijft er een microporeus, elastisch rubberen object over. Het is ideaal voor het 3D-printen van elastische sponsachtige objecten, bijvoorbeeld een simulatie van het leven in zee. Hoe langer de inweektijd, hoe flexibeler het object wordt. Bovendien kunnen 3D-geprinte stukken met LayFomm worden bevochtigd met andere vloeistoffen, zoals olie, glycerine, inkt, zoutoplossingen, ionische vloeistoffen of om elektrisch geleidend te zijn.

Video 4:Een spons 3D geprint met het LayFomm-filament. Bron:Lay Filaments.

GelLay imiteert daarentegen gelatine wanneer het in contact komt met water. Het is samengesteld uit een TPE-elastomeer en een oplosbaar PVA. Het is erg handig voor het 3D-printen van zachte objecten voor toepassingen waarbij watercontact en drijfvermogen nodig zijn, bijvoorbeeld in de biomechanica.

Video 5:3D-printen met het GelLay-filament van Kai Parthy. Bron:Lay Filaments.

Het 3D-geprinte object is sterk en stijf, maar eenmaal gespoeld met of ondergedompeld in water, lost de PVA in de GelLay op en krijgt het object gelatineuze eigenschappen. Net als het LayFomm-filament kan het GelLay-filament worden bevochtigd met andere vloeistoffen dan water, zoals olie, glycerine, inkt, zoutoplossingen, ionische vloeistoffen of om elektrisch geleidend te zijn.

De LayAway-serie

De LayAways-serie is een familie van ondersteunend materiaal door kai Parthy en wordt gevormd door EthyLay, High-T-Lay (voorheen bekend als Chamberlay), LayCloud en LayPVA. Ondersteunende materialen helpen bij het verkrijgen van complexe en ingewikkelde structuren bij 3D-printen met de FDM-technologie. Zodra het object 3D-geprint is, wordt de ondersteuning handmatig of door oplossen verwijderd. Voor 3D-printen met ondersteunend materiaal een 3D-printer met een dubbele extruder, zoals de BCN Epsilon W27-printer of de Raise3D E2-printer.

High-T-Lay, voorheen Chamberlay, is een in water oplosbaar ondersteuningsfilament voor hoge temperaturen voor materialen met een hoge verwekingstemperatuur. Het kan worden gecombineerd met technische materialen zoals PC of POM, maar ook met standaardfilamenten zoals ABS dankzij de extrusietemperatuur van 240 ºC en het feit dat het bestand is tegen kamertemperaturen van ongeveer 100 ºC gedurende langere tijd. High-T-Lay kan worden opgelost in water, wat betekent dat er geen geventileerde werkruimte nodig is, wat het geval is bij het werken met D-Limonene, een oplosmiddel dat nodig is bij het werken met ander ondersteunend materiaal zoals HiPS.

Afbeelding 5:Het High-T-Lay ondersteuningsmateriaal voor materialen met hoge temperaturen. Bron:Lay Filaments.

LayCloud is het eerste ondersteuningsmateriaal op de markt dat speciaal is ontworpen voor gebruik met flexibele of semi-flexibele filamenten zoals TPU en TPE. Het kan worden bedrukt bij temperaturen tot 240°C en lost op in zowel warm als koud water, hoewel warm water het proces versnelt. Omdat het in water oplosbaar is, biedt het een praktisch voordeel om materialen zoals HiPS te ondersteunen die D-limoneen als oplosmiddel nodig hebben, een stof die moet worden gebruikt in goed geventileerde ruimtes met beschermende uitrusting.

Afbeelding 6:De LayCloud ondersteunende materialen uit de LayAway serie. Bron:Lay Filaments.

LayPVA is een ander oplosbaar filament van Kai Parthy. PVA (polyvinylacetaat) is een in water oplosbaar materiaal dat vaak als dragermateriaal wordt gebruikt. Het stoot geen giftige dampen uit, is kleurloos en kan worden opgelost in zowel warm als koud water, en net als LayCloud lost heet water LayPVA sneller op. Het is iets stijver dan andere PVA-filamenten, waardoor het gemakkelijker te printen is. Het is ontworpen om te worden gebruikt met PLA, ABS en nylon. De LayPVA is ontworpen om beter bestand te zijn tegen warmtevervorming en thermische degradatie in de extruder, wat vaak een probleem is met andere PVA-filamenten. Daarom kan het worden gebruikt met 3D-printers met een verwarmd bed en toch goed hechten.

Unieke en visionaire 3D-printmaterialen

Kai Parthy is een uiterst creatieve en productieve maker van materiaal. Hij introduceert ongeveer elk jaar een nieuw onvoorstelbaar filament en heeft nu een dozijn originele en ongeëvenaarde materialen in zijn portfolio.

Lay Filaments zijn zeer veelzijdige filamenten en kunnen in veel sectoren worden gebruikt, door gebruikers met verschillende niveaus van vaardigheid, en voor tal van toepassingen zoals mallen, steunen, plantengroeibases, decoratief hout en keramische voorwerpen, textiel, verkeersveiligheidsaccessoires of sponzen en gelatineuze voorwerpen.

De 3D-printgemeenschap wacht ongeduldig op het volgende ingenieuze materiaal van Kai Parthy. Mogen de volgende 10 jaar van zijn werk meer geavanceerde filamenten opleveren voor de nieuwe behoeften die elke dag ontstaan ​​in additive manufacturing.