Ontdek 8 geavanceerde 3D-printtechnologieën en hun toepassingen

Als het om 3D-printen gaat, wordt u alleen beperkt door uw verbeeldingskracht. Tegenwoordig is het gemakkelijker om de vraag te stellen:“Wat kan niet drukt u af met dit proces?” in plaats van de lange en eindeloze lijst op te sommen van wat geproduceerd kan worden. Met 3D-printen kunnen eenvoudige gereedschappen worden gemaakt, volledige architectuurmodellen worden gemaakt en zelfs protheses worden gemaakt. 

Niet alle afdrukbehoeften zullen hetzelfde zijn, en er zijn eigenlijk nogal wat methoden waaruit u kunt kiezen. Bij Xometry bieden we bijvoorbeeld negen unieke 3D-printprocessen aan, en we streven er altijd naar om er meer aan toe te voegen. Elk van deze processen heeft zijn eigen voor- en nadelen. Sommige zijn beter voor het werken met metaal, andere stijlen worden uitgehard met lasers, en sommige zijn gebouwd voor beginners die voor de eerste keer willen printen. Leer verderop meer over de verschillende soorten 3D-printen en krijg een idee van de sterke en zwakke punten van elk.

1. Polyjet-printen

Hoewel 3D-printers misschien behoorlijk futuristisch lijken, komt PolyJet-printen het dichtst in de buurt van het ouderwetse inkjetprinten waarmee je waarschijnlijk het meest vertrouwd bent. Deze machines gebruiken printkoppen om kleine druppeltjes fotopolymeerhars op een bouwplaat te strooien, die vervolgens in lagen door UV-licht worden uitgehard. De PolyJet-machines van Xometry zijn in staat full-color en multi-materiaal prints te maken, waardoor ze ideaal zijn voor het creëren van levensechte modellen en visuele prototypes. Wees echter gewaarschuwd:PolyJet-materialen staan niet bekend om hun duurzaamheid en zijn niet geschikt voor componenten voor eindgebruik.

Polyjet is het meest geschikt voor kleinere onderdelen met kleine kenmerken. Het is zeer nauwkeurig, maar de materialen zijn doorgaans minder duurzaam.

Christian Tsu-Raun

Teamleider, handmatig citeren

De onderstaande foto toont een van onze PolyJet-printers die full-colour onderdelen maakt:

De PolyJet 3D-printer van Xometry maakt meerkleurige onderdelen.

Deze tabel toont de materialen die een polyjetprinter kan gebruiken, wat deze kan maken en wat de sterke punten zijn.

Tabel 1:Voordelen van PolyJet 3D-printen

Materialen Sterke punten Algemene toepassingen Dimensionale nauwkeurigheid

Materialen

Stijve fotopolymeren, Shore A rubberachtig, helder fotopolymeer

Sterke punten

Hoge resolutie, multi-materiaal, full-color 

Algemene toepassingen

Overmold-prototypes, conceptmodellen in kleur, educatieve modellen

Dimensionale nauwkeurigheid

+/- 0,004” voor de eerste inch, plus +/- 0,002” voor elke inch daarna

2. Fused Deposition Modeling (FDM)

Machines voor Fused Deposition Modeling (FDM) zijn overal te vinden, van het bureau van een hobbyist tot de productievloeren van productiefaciliteiten zoals die van Xometry. Deze populaire methode houdt in dat je een plastic filament door een verwarmd mondstuk beweegt om het te smelten en laag voor laag een onderdeel op te bouwen totdat het eindproduct klaar is. Er zijn veel verschillende filamentmaterialen waaruit u kunt kiezen voor FDM-printen, of u nu op zoek bent naar een stijver plastic of een buigzaam thermoplastisch elastomeer.

De onderstaande afbeelding toont een van de industriële printers van Xometry die onderdelen tot een meter lang kan produceren:

Een van de vele industriële FDM 3D-printers van Xometry

In deze tabel worden de materialen besproken die een fused deposition modeling-printer gebruikt, wat deze kan maken en de voordelen ervan in vergelijking met andere printers.

Tabel 2:Voordelen van FDM 3D-printen

Materialen Sterke punten Algemene toepassingen Dimensionale nauwkeurigheid

Materialen

ABS, PLA, PC, ULTEM en meer

Sterke punten

Lage kosten, grote printvolumes, materiaalvariatie 

Algemene toepassingen

Prototyping, hobbyistonderdelen, productiemallen

Dimensionale nauwkeurigheid

+/- één enkele bouwlaagdikte voor de eerste inch en +/- 0,002” voor elke inch daarna

3. Stereolithografie (SLA)

Stereolithografie (SLA) was de eerste vorm van 3D-printen die gewone mensen in handen konden krijgen. Deze printer maakt gebruik van een krachtige laser om vloeibaar fotopolymeer op de bouwplaat uit te harden. De laser ritst rond in de vorm van de dwarsdoorsnede van het onderdeel, hardt het uit en maakt het klaar voor de volgende laag. Het werkt met een proces dat polymerisatie wordt genoemd, om het item dat je hebt ontworpen laag voor laag op te bouwen. Het is een geweldige afdrukoptie als u ingewikkelde modellen of producten wilt bouwen. Xometry biedt veel verschillende SLA-materialen, waarvan er vele transparant en handig zijn voor het maken van onderdelen waar je doorheen moet kijken.

De foto toont enkele onderdelen die zijn gemaakt via de SLA-service van Xometry:

Diverse transparante tags gemaakt met SLA 3D-printen

Dit diagram toont de sterke punten en toepassingen van een SLA-printer. Het laat ook zien welke materialen het kan beheren en wat voor soort dingen het kan maken.

Tabel 3:Voordelen van SLA 3D-printen

Materialen Sterke punten Algemene toepassingen Dimensionale nauwkeurigheid

Materialen

Polycarbonaat-achtig, ABS-achtig, polypropyleen-achtig

Sterke punten

Hoge resolutie/detail, nauwkeurig, groot afdrukgebied

Algemene toepassingen

Gietpatronen, prototypes, conceptmodellen

Dimensionale nauwkeurigheid

+/- 0,002" - +/- 0,010"

Ontvang direct offertes voor 9 verschillende 3D-printprocessen

4. Selectief lasersinteren (SLS)

Selectieve lasersintering (SLS) vervangt de bekende plastic filamenten door plastic in poedervorm; typisch nylon. Deze machine verspreidt een dunne laag van dit poeder met behulp van een apparaat dat een recoater wordt genoemd, en tekent vervolgens de dwarsdoorsnede van het onderdeel af met een laser. Tijdens het traceren smelt het poeder door de hitte van de laser en smelt het samen. De zuiger van de bouwkamer gaat dan iets naar beneden en er wordt een nieuwe laag poeder over verspreid, en het proces herhaalt zich totdat uw product tot leven komt. Voor dit type printmethode zijn geen ondersteunende structuren nodig, omdat het ongesinterde poeder de onderdelen door het hele medium omhult en ondersteunt. Om deze reden kunnen veel onderdelen tegelijkertijd in één enkele build worden gebouwd, waardoor SLS-printen uitstekend geschikt is voor het tegelijkertijd maken van veel onderdelen, terwijl de nauwkeurigheid en kwaliteit behouden blijven.

Het volgende diagram laat zien hoe een SLS 3D-printersysteem werkt:

SLS 3D-printsysteem.

In deze tabel worden de materialen beschreven die u via deze printer kunt verzenden, wat deze maakt en wat de voordelen zijn.

Tabel 4:Voordelen van SLS 3D-printen

Materialen Sterke punten Algemene toepassingen Dimensionale nauwkeurigheid

Materialen

Nylon 11, Nylon 12, Gevuld Nylon (bijv. Glasgevuld)

Sterke punten

Geen ondersteuningsstructuren nodig, complexe geometrieën, duurzame onderdelen

Algemene toepassingen

Conceptmodellen, eindgebruiksonderdelen, medische hulpmiddelen

Dimensionale nauwkeurigheid

+/- 0,002" - 0,003" per inch

5. Multi-Jet Fusion (MJF)

Multi-jet fusionprinten heeft veel bewegende delen. Op deze machines wordt een laagje plasticpoeder aangebracht dat vervolgens wordt opgewarmd door een verwarmingskop. Een inkjet-achtige array zweeft erboven en spuit nauwkeurig versmeltings- en detailleringsmiddelen in het poeder. De verwarmingselementen smelten alles samen en het proces herhaalt zich. Net als SLS-printen hebben MJF-onderdelen geen ondersteunende structuren nodig vanwege de poedergebaseerde methode, en daarom kunnen veel onderdelen tegelijkertijd zowel horizontaal als verticaal in de bouwkamer worden geprint. Bij Xometry bieden we zowel stijve als flexibele materialen via MJF en meerdere afwerkingsopties, zoals verven en chemisch dampen om de prints verder te verbeteren.

De onderstaande afbeelding is een voorbeeld van een onderdeel gemaakt met behulp van de MJF-services van Xometry, dat in dit geval ook zwart is geverfd:

Nylon 12-delig bedrukt met MJF met een geverfde zwarte afwerking.

In de volgende tabel worden de materialen beschreven die u kunt gebruiken met een MJF-printer, wat deze kan maken en de voordelen ervan.

Tabel 5:MJF 3D-printen

Materialen Sterke punten Algemene toepassingen Dimensionale nauwkeurigheid

Materialen

Nylon PA 12, polypropyleen, glasgevuld nylon, TPU 88A

Sterke punten

Zeer nauwkeurig, snel, goedkoop

Algemene toepassingen

Visueel nauwkeurige prototypes, onderdelen voor eindgebruik

Dimensionale nauwkeurigheid

+/- 0,7 mm

SLS en MJF produceren onderdelen van bekende materialen, voornamelijk nylon, maar ook PP en TPU. De onderdelen zijn duurzaam en gedragen zich typisch voor hun basismateriaal. Hierdoor kunnen ingenieurs onderdelen testen in een materiaal dat ook naar andere processen kan worden overgebracht.

Christian Tsu-Raun

Teamleider, handmatig citeren

Als u op zoek bent naar een proces waarmee u rechtstreeks in metaal in 3D kunt printen, kijk dan eens naar directe metaallasersintering (DMLS). Net als bij selectief lasersinteren brengen DMLS-machines een dunne laag metaalpoeder aan en gebruiken vervolgens hun krachtige lasers om de dwarsdoorsnede van elk onderdeel laag voor laag te bepalen, waardoor de metaaldeeltjes samensmelten tot onderdelen. In tegenstelling tot SLS zijn ondersteunende structuren dat Dit is nodig omdat de hitte en spanning die worden gegenereerd door het sinteren van metaal veel groter is dan bij kunststoffen. Vanwege hun omvang, hoge kosten en de uitgebreide nabewerkingsstappen die nodig zijn voor onderdelen nadat het afdrukken is voltooid, zijn DMLS-machines meestal alleen te vinden in industriële winkels, zoals die binnen het netwerk van Xometry.

Deze foto toont een DMLS-printer bij Xometry te midden van het sinteren van onderdelen uit staalpoeder:

DMLS 3D-printer die staalpoeder sintert om onderdelen te vormen.

In het volgende diagram wordt uiteengezet wat u met DMLS-printers kunt maken, welke materialen u kunt gebruiken en voor welke toepassingen het geschikt is.

Tabel 6:Voordelen van DMLS 3D-printen

Materialen Sterke punten Algemene toepassingen Dimensionale nauwkeurigheid

Materialen

Roestvrij staal, aluminium, nikkellegeringen, titanium

Sterke punten

Zeer gedetailleerde, volledig dichte metalen onderdelen

Algemene toepassingen

Luchtvaart- en auto-onderdelen

Dimensionale nauwkeurigheid

+/- 0,005” voor de eerste inch, plus +/- 0,002” voor elke inch daarna.

7. Elektronenbundelsmelten (EBM)

Als je de moeilijkheidsgraad verhoogt, kom je printmethoden tegen zoals Electron Beam Melting (EBM). Net als DMLS vallen deze machines in de industriële categorie en vereisen ze de bijbehorende expertise. De naam zegt het al:het maakt gebruik van elektronenstralen om metaaldeeltjes samen te smelten. De machine brengt een laag metaalpoeder aan, waarna de straal het traceren en smelten doet. De straal kan zelfs worden gesplitst om meerdere gebieden tegelijk aan te pakken. 

In dit diagram ziet u de materialen die een EBM 3D-printer gebruikt, wat deze kan bouwen en wat de sterke punten zijn.

Tabel 7:Voordelen van EBM 3D-printen

Materialen Sterke punten Algemene toepassingen Dimensionale nauwkeurigheid

Materialen

Chroom, Titanium

Sterke punten

Sneller dan DMLS

Algemene toepassingen

Lucht- en ruimtevaart-, medische en petrochemische componenten

Dimensionale nauwkeurigheid

N.v.t.

8. Digitaal lichtproces (DLP)

Sommige 3D-printopties zijn vergelijkbaar met andere, wat het geval is bij Digital Light Process (DLP) en SLA-printers. Het belangrijkste verschil is dat een DLP-machine een beeld in één keer projecteert met behulp van UV-licht over het gehele materiaalvat, in plaats van de dwarsdoorsnede punt voor punt met een laser te tekenen. Digitale lichtverwerking heeft de toegang tot fotopolymeerprinten toegankelijker gemaakt. Het is goedkoper en sneller dan SLA, maar het kan nog steeds onderdelen van hoge kwaliteit maken. 

Dit diagram geeft een overzicht van de materialen, het gebruik en de sterke punten van een DLP-printer:

Tabel 8:Voordelen van DLP 3D-printen

Materialen Sterke punten Algemene toepassingen Dimensionale nauwkeurigheid

Materialen

Polycarbonaat-achtig, ABS-achtig, polypropyleen-achtig

Sterke punten

Sneller dan SLA

Algemene toepassingen

Sieradengieten, tandspalkjes, miniatuurbeeldjes

Dimensionale nauwkeurigheid

0,1 mm

Wat zijn de factoren waarmee u rekening moet houden bij 3D-printen?

Er zijn allerlei soorten 3D-printers voor elke behoefte. U zult willen nadenken over het eindproduct dat u probeert te bouwen, de materialen waarvan u wilt dat het gemaakt is, en het budget en de tijd die u heeft. Als u op zoek bent naar een printer die u thuis kunt hebben voor plezier en rustige productie, dan zijn hobbyistische FDM- of SLA-printers misschien iets voor u. Geavanceerdere printers, zoals DMLS-machines, zijn beter geschikt voor industriële ruimtes en industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, techniek of geneeskunde. 

Raadpleeg onze volledige gids over 3D-printen voor meer informatie.

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

FDM-printen is een van de meest gebruikte 3D-printertypes. Dit komt door de lage kosten en het gebruiksgemak. Als het echter om industriële kunststoftoepassingen gaat, heeft MJF de voorkeur. Het vervaardigen van metalen componenten gebeurt meestal met behulp van DMLS. 

Raadpleeg onze gids over soorten 3D-printen voor meer informatie.

Wat is de beste vorm van 3D-printen voor beginners?

FDM 3D-printen is het gemakkelijkste 3D-printtype voor beginners. Niet alleen is het proces gemakkelijk te begrijpen, maar de grondstoffen zijn goedkoop en de apparatuur is ook tegen zeer betaalbare prijzen te vinden. DLP-printen is ook een goed startpunt, maar vereist doorgaans een dieper inzicht in de 3D-printmethoden. DLP is gemiddeld ook duurder dan FDM.

Wat is de beste vorm van 3D-printen voor materialen?

MJF-printers beschikken over het breedste scala aan beschikbare materialen en kunnen relatief eenvoudig onderdelen uit meerdere materialen en meerdere kleuren printen. MJF-printers kunnen verschillende delen van de print selectief kleuren, terwijl ze ook verschillende materiaalsoorten in hetzelfde onderdeel kunnen plaatsen. 

Raadpleeg onze gids over 3D-printmaterialen voor meer informatie.

Wat is het beste type 3D-printen voor medisch gebruik?

Medische implantaten vereisen geavanceerde materialen zoals roestvrij staal of titanium. Als zodanig is een 3D-poederbedtechnologie zoals DMLS het meest geschikt voor deze toepassingen. 

Wat is de beste vorm van 3D-printen voor de bouw?

3D-printen staat in de bouwsector nog in de kinderschoenen. Grote 3D-printers maken echter met succes gebruik van technologie die vergelijkbaar is met die van FDM-printers om betonconstructies te printen. Dit werkt door lagen beton op elkaar te printen om een structuur vanaf de grond op te bouwen. 

Wat is de beste vorm van 3D-printen voor het onderwijs?

FDM-printers zijn ideaal voor educatieve doeleinden. Dit komt omdat hun werking gemakkelijk te observeren en te begrijpen is. Bovendien zijn ze goedkoop in gebruik en is de grondstof ook goedkoop.

Wat is de beste vorm van 3D-printen voor architectuur?

Architectenbureaus gebruiken 3D-printers om schaalmodellen van hun ontwerpen te printen, en zij beschouwen SLS doorgaans als de meest geschikte vorm van 3D-printtechnologie. Dit komt door de grotere beschikbare bouwvolumes en het vermogen van SLS om onderdelen met uitzonderlijke details te bouwen.

Veelgestelde vragen over soorten 3D-printen

Hoeveel kost een 3D-printer?

Er zijn veel verschillende soorten 3D-printers op de markt. Als zodanig kan een 3D-printer slechts $ 150 kosten voor een FDM-machine op instapniveau. De kosten van geavanceerde DMLS-machines beginnen bij ongeveer $ 250.000. 3D-printers kunnen rechtstreeks bij leveranciers of op websites van derden, zoals Amazon, worden gekocht.

Is het mogelijk om een bedrijf te starten met een 3D-printer?

Ja, er is echter een lage toetredingsdrempel, dus de markt kan verzadigd zijn met gelijkgestemde individuen. Het gebruik van de nieuwste 3D-printmethoden en het leveren aan een nichemarkt is echter een goed beginpunt.

Is 3D-printen een winstgevende onderneming?

Ja, vooral als er geavanceerde 3D-printdiensten en -materialen worden aangeboden.

Hoeveel kun je verdienen met 3D-printen?

Dit is geheel afhankelijk van de aangeboden producten en diensten. De waarde van bedrukte goederen kan ook variëren van een paar cent voor plastic snuisterijen tot duizenden dollars voor geavanceerde metalen onderdelen.

Samenvatting

Dit artikel gaf een overzicht van 8 verschillende 3D-printtechnologieën, hun toepassingen en hun sterke punten. 

Veel van deze processen en meer zijn binnen handbereik via de Xometry Instant Quoting Engine®. Het enige wat u hoeft te doen is uw 3D CAD-bestand, zoals een STL, te uploaden en uw offerte uit de opties te configureren om direct prijzen en doorlooptijden te krijgen. Probeer het vandaag nog en ontvang direct uw offerte!

Disclaimer

De inhoud die op deze webpagina verschijnt, is uitsluitend voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele verklaring of garantie van welke aard dan ook, expliciet of impliciet, met betrekking tot de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie. Eventuele prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en soorten materialen of processen mogen niet worden afgeleid als representatief voor wat externe leveranciers of fabrikanten via het netwerk van Xometry zullen leveren. Kopers die offertes voor onderdelen zoeken, zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke vereisten voor die onderdelen. Raadpleeg onze algemene voorwaarden voor meer informatie.

Kat de Naoum

Kat de Naoum is een schrijver, auteur, redacteur en contentspecialist uit Groot-Brittannië met meer dan 20 jaar schrijfervaring. Kat heeft ervaring met schrijven voor verschillende productie- en technische organisaties en houdt van de wereld van engineering. Naast schrijven was Kat bijna tien jaar juridisch medewerker, waarvan zeven jaar in de scheepsfinanciering. Ze heeft voor veel publicaties geschreven, zowel print als online. Kat heeft een BA in Engelse literatuur en filosofie, en een MA in creatief schrijven aan de Kingston University.

Lees meer artikelen van Kat de Naoum