Viering van een decennium innovatie met Lay Filaments

Elke uitvinding begint als een experiment en wordt tot een zekere mate als revolutionair beschouwd. Additieve productie vormt hierin geen uitzondering, en de experimentele en revolutionaire aspecten van nieuwe materialen en technologieën in 3D-printen zijn altijd zeer opvallend en boeiend. Dit komt doordat 3D-printen nog relatief jong is, maar zich met een ontzagwekkende snelheid ontwikkelt, mede omdat steeds meer sectoren en bedrijven besluiten Industry 4.0 te omarmen met behulp van AM. Dit betekent een immense verscheidenheid aan behoeften die vervuld moeten worden en uitdagingen die overwonnen moeten worden.

Tien productieve jaren op de 3D-printmarkt

10 jaar geleden, toen de 3D-printmarkt alleen PLA en ABS bood, lanceerde de Duitse ingenieur Kai Parthy zijn eerste filament genaamd LayWoo-D3. Op dat moment was het het eerste houten filament op de markt en de uitvinder zelf wekte interesse in de 3D-printcommunity. Zijn volgende uitvinding LayBrick moedigde andere fabricanten aan om te beginnen experimenteren met hout- en keramische filamenten. Vandaag de dag kan met zekerheid gezegd worden dat Kai Parthy niet heeft geteleurgesteld, aangezien hij niet heeft opgehouden met het leveren van 3D-printfilamenten en andere uitvindingen, zoals een dual-color hotend of anti-warp-oplossingen.

De Lay Filaments-catalogus

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

GrowLay

Op het moment van 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 meststof, zaden en substraat kan absorberen, weshalb het kan dienen als structuur voor het kweken van planten, schimmels, mossen en zelfs kaas.

Afbeelding 1: Stukken 3D-geprint met het Bruine en Witte GrowLay-filament. Bron: Lay Filaments.

Het is verkrijgbaar in twee opties: Bruin GrowLay en Wit GrowLay. Beide kunnen gekleurd worden met voedselkleurstoffen en gesteriliseerd (nooit thermisch), wat het erg populair heeft gemaakt bij onderzoekscentra, farmaceutische instellingen en zelfs creatieve chefs.

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

Terwijl het Bruine GrowLay natuurlijke houtcellen in zijn samenstelling bevat, bevat het Witte GrowLay deze niet, wat vertaalt in lagere trekkracht en stijfheid. Dit maakt het iets moeilijker om te 3D-printen en daarom wordt het aanbevolen voor gebruikers die ervaring hebben met het Bruine GrowLay.

De LayWood-serie

LayWoo-D3 is het filament waar alles in 2012 mee begon. Dit filament bestaat uit 40% houtvezels en de oppervlakte-afwerking lijkt op die van hout. Het kan geschuurd en geschilderd worden en verandert van kleur afhankelijk van de extrusietemperatuur, wat het perfect maakt voor het 3D-printen van decoratieve stukken zoals huissieraden of houten profielen.

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

LayWood Flex is gecreëerd uit LayWoo-D3 door flexibiliserende componenten toe te voegen. Het bestaat uit 35% houtvezels, een polymere binder en een flexibilisator. Net als LayWoo-D3 kan het geschuurd en geschilderd worden, en de extrusietemperatuur verandert de flexibiliteit en kleur, wat gebruikt kan worden om het effect van jaarringen na te bootsen.

LayBrick en LayCeramic

LayBrick bestaat uit zandsteen en een polymere binder, en de oppervlakte-afwerking lijkt op steen of keramiek, hoewel het geen keramisch filament is in termen van eigenschappen. 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 architectuurmodellen.

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

LayCeramic daarentegen is een filament met echte keramische eigenschappen. Een object dat 3D-geprint is met dit filament, moet een proces van ontbinden en sinteren ondergaan om de polymere binder te verwijderen en het deel volledig keramisch te maken. Vervolgens kan het stuk verder bewerkt worden (bijv. geëmailleerd) om het een keramische uitstraling te geven.

Reflect-o-Lay

Reflect-O-Lay is een filament gemaakt van semi-flexibel PLA en retroreflecterende kralen, een andere van Kai Parthy's uitvindingen. Het filament is gevuld met miljoenen reflecterende pigmenten die intens licht geven wanneer ze belicht worden door een zaklamp of autolichten, ongeacht de hoek.

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

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

SoLay

SoLay is een filament zo elastisch als rubber (Shore-hardheid 90A) en bedoeld om op een vergelijkbare manier als rubber gebruikt te worden, bijvoorbeeld in schoenzolen, riemen of armbanden. Het is ontwikkeld met de textielsector in gedachten, maar kan in andere industrieën gebruikt worden, zowel voor prototyping als voor het 3D-printen van eindgebruiksproducten. Het is perfect voor het 3D-printen van experimentele schoeisel omdat het (zowel het filament als het geprinte stuk) geschilderd kan worden met alcoholgebaseerde inkt.

Afbeelding 4: Kleuren van een stuk 3D-geprint met het SoLay-filament. Bron: Lay Filaments.

Het is eenvoudig 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 Kai Parthy's nieuwste release. Het is een filament met was-achtige eigenschappen. Het is ontworpen voor het 3D-printen van gietmallen voor lost-wax casting (cire perdue) alsook permanente malen voor metalen. Het vertoont bijna geen krimp en vereist geen heated bed voor 3D-printen. Bij de lost-wax casting-methode wordt de mal omringd door beton en smelt het filamentmodel erin, waardoor een vorm overblijft die gevuld kan worden met het gewenste smeltmetaal.

Video 3: Lost-wax casting met het MoldLay-filament. Bron: Lay Filaments.

Zodra het stuk klaar is, kan de overgebleven beton verwijderd worden door het stuk enkele uren in een bad van citroenzuur te dompelen. MoldLay maakt het gietproces eenvoudiger, betaalbaarder en sneller dan traditionele lost-wax casting. Het emitteert geen giftige rookgassen wanneer het smelt en vereist geen specialistische apparatuur, aangezien MoldLay in een gewone keukenoven verhit kan worden.

De PoroLay-serie

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

Lay-Fomm, verkrijgbaar in twee opties: LayFomm 40 (Shore-hardheid 40A) en LayFomm 60 (Shore 60A), is hoogst poreus en deels oplosbaar. Het bestaat uit een polymere en PVA, een oplosbaar materiaal. Het 3D-geprinte object is rigied en sterk, maar wanneer het in water geplaatst wordt, lost het PVA op en blijft een microporeus elastisch rubberobject over. Het is ideaal voor het 3D-printen van elastische sponsachtige objecten, bijvoorbeeld een simulatie van zeeleven. Hoe langer de weektijd, hoe flexibeler het object wordt. Bovendien kunnen stukken 3D-geprint met LayFomm bevochtigd worden 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 daarentegen imiteert gelatine wanneer het in contact komt met water. Het bestaat uit een TPE-elastomeer en een oplosbaar PVA. Het is zeer nuttig voor het 3D-printen van zachte objecten voor toepassingen waar watercontact en drijfvermogen nodig zijn, bijvoorbeeld in de biomechanica.

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

Het 3D-geprinte object is sterk en rigied, maar zodra het afgespoeld of gedoopt wordt in water, lost het PVA in de GelLay op en krijgt het object gelatineachtige eigenschappen. Net als bij het LayFomm-filament kan het GelLay-filament bevochtigd worden met vloeistoffen anders 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 supportmaterialen door Kai Parthy en bestaat uit EthyLay, High-T-Lay (voorheen bekend als Chamberlay), LayCloud en LayPVA. Supportmaterialen helpen complexe en ingewikkelde structuren te verkrijgen bij 3D-printen met FDM-technologie. Zodra het object 3D-geprint is, wordt het support handmatig verwijderd of opgelost. Voor 3D-printen met supportmaterialen is een 3D-printer met een dubbele extruder vereist, zoals de BCN Epsilon W27-printer of de Raise3D E2-printer.

High-T-Lay, voorheen Chamberlay, is een wateroplosbaar high-temperature supportfilament voor materialen met een hoge verzachtingstemperatuur. Het kan gecombineerd worden met technische materialen zoals PC of POM alsook standaardfilamenten zoals ABS dankzij de extrusietemperatuur van 240 °C en het vermogen om kamer temperaturen van ongeveer 100 °C langdurig te weerstaan. High-T-Lay kan in water opgelost worden, wat betekent dat het geen geventileerde werkruimte vereist, wat wel het geval is bij het werken met D-Limoneen, een oplosmiddel dat vereist is bij het werken met andere supportmaterialen zoals HIPS.

Afbeelding 5: Het High-T-Lay supportmateriaal voor hoge-temperatuurmaterialen. Bron: Lay Filaments.

LayCloud is de eerste op de markt supportmateriaal specifiek ontworpen voor gebruik met flexibele of semi-flexibele filamenten zoals TPU en TPE. Het kan geprint worden bij temperaturen tot 240°C en lost in zowel warm als koud water op, hoewel warm water het proces versnelt. Omdat het wateroplosbaar is, biedt het een praktisch voordeel ten opzichte van supportmaterialen zoals HIPS die D-Limoneen als oplosmiddel vereisen, een stof die in goed geventileerde ruimtes met beschermende uitrusting gebruikt moet worden.

Afbeelding 6: De LayCloud supportmaterialen uit de LayAway-serie. Bron: Lay Filaments.

LayPVA is nog een oplosbaar filament van Kai Parthy. PVA (polyvinylalcohol) is een wateroplosbaar materiaal dat vaak als supportmateriaal gebruikt wordt. Het emitteert geen giftige rookgassen, is kleurloos en kan in zowel warm als koud water opgelost worden, en net als LayCloud lost warm water LayPVA sneller op. Het is iets stijver dan andere PVA-filamenten, wat het makkelijker maakt om te printen. Het is ontworpen voor gebruik met PLA, ABS en Nylon. De LayPVA is ontworpen om meer weerstand te bieden tegen warmtevervorming en thermische degradatie binnen de extruder, wat een probleem neigt te zijn met andere PVA-filamenten. Daarom kan het gebruikt worden met 3D-printers met een heated bed en nog steeds goed hechten.

Unieke en visionaire 3D-printmaterialen

Kai Parthy is een buitengewoon creatieve en vruchtbare materialenmaker. Hij introduceert ongeveer elk jaar een nieuw onvoorstelbaar filament, met nu ongeveer een dozijn originele en onbereikte materialen in zijn portfolio.

Lay Filaments zijn erg veelzijdige filamenten en kunnen in veel sectoren gebruikt worden, door gebruikers met verschillende vaardigheidsniveaus, en voor talloze toepassingen zoals malen, supports, plantenkweekbases, decoratieve hout- en keramische items, textiel, verkeersveiligheidsaccessoires of sponsen en gelatineachtige objecten.

De 3D-printcommunity wacht ongeduldig op Kai Parthy's volgende geniale materiaal. Mogen de komende 10 jaar van zijn werk meer high-tech filamenten brengen voor de nieuwe behoeften die elke dag rijzen in additieve productie.