Gids voor 3D-printerfilament:soorten, materialen en praktisch gebruik

3D-printfilament is een thermoplastische draad die wordt gevoerd naar een 3D-printer voor gesmolten depositiemodellering. Twee van de populaire filamenten, PLA en ABS, werden respectievelijk in 1930 en 1940 al in verschillende toepassingen gebruikt. In 1981 werden thermohardende polymeren gebruikt als filamenten voor 3D-printers. Toen FDM (fused deposition modeling) in 1988 werd uitgevonden, was het traditionele plastic filament al in gebruik. 

Filamenten voor 3D-printers zijn verkrijgbaar in verschillende materialen, zoals zijde, hout, brons, goud en koolstof. Deze filamenten zijn verkrijgbaar in de diktes 1,75 mm en 3 mm en worden op spoelen verkocht. De kosten voor filamenten kunnen variëren van €10 tot €120 of hoger, afhankelijk van het type, de kwaliteit, het merk en de eigenschappen.

In dit artikel worden de soorten filamenten, materialen en toepassingen van 3D-printers besproken.

Raadpleeg onze gids Alles wat u moet weten over 3D-printen voor meer informatie.

Wat zijn de soorten 3D-printerfilament?

Hieronder vindt u de verschillende soorten 3D-printerfilament:

1. Standaard kunststoffilamenten: Veelgebruikte 3D-printfilamenten, namelijk ABS (acrylonitril-butadieen-styreen) en PLA (polymelkzuur). PLA staat bekend om zijn slagvaste eigenschappen, terwijl ABS sterker en lichter is. 
2. Andere thermoplastische filamenten: Deze omvatten nylon (polyamide), PET (polyethyleentereftalaat), PVA (polyvinylalcohol), ASA (acrylonitril-styreenacrylaat) en HIPS (high impact polystyreen). De toepassing van deze filamenten verschilt op basis van hun eigenschappen. HIPS en PVA worden bijvoorbeeld vaak gebruikt als ondersteuningsmaterialen voor dual-extrusieprinters vanwege hun oplosbaarheidseigenschappen.  
3. Flexibele filamenten: Dit zijn filamenten met een mix van rubber en stijve plastic eigenschappen. Voorbeelden hiervan zijn TPE (thermoplastisch elastomeer), TPU (thermoplastisch polyurethaan) en amfora-filament. Zowel TPE als TPU zijn populaire keuzes voor ontwerpen die flexibiliteit vereisen. 
4. Exotische filamenten: Deze maken gebruik van een basismateriaal, zoals PLA, en verbeteren deze met speciale additieven om extra functies te vervullen. Voorbeelden zijn onder meer zandsteen, hout, zijde, metaal en magnetische filamenten. De toepassing van de verschillende filamenten zal afhankelijk zijn van de gewenste afwerking van het eindproduct. Bij zijdefilamenten is bijvoorbeeld het uiterlijk van een zijdeachtige afwerking gewenst. 

Wat zijn de materialen die worden gebruikt voor 3D-printerfilamenten?

Filamenten voor 3D-printen zijn verkrijgbaar in verschillende materialen, zoals thermoplasten, zijde, koolstofvezel, metaal, hout, keramiek en zandsteen. De keuze van de materialen is afhankelijk van de toepassing en gewenste eigenschappen van de uiteindelijke print.  Veel voorkomende materiaalopties worden hieronder weergegeven.

1. Polymelkzuur

PLA is een thermoplastisch filament dat is afgeleid van hernieuwbare bronnen, zoals maïszetmeel en suikerriet. PLA heeft vergelijkbare eigenschappen als polypropyleen (PP), polystyreen (PS) of polyethyleen (PE). Zie ons artikel over Wat is PLA voor meer informatie.

2. Acrylonitril

Acrylonitril is een chemische verbinding die wordt gebruikt voor de productie van ABS en ASA. ABS beschikt over een goede slagvastheid en slijtvastheid. ASA is ontwikkeld voor extremere weersomstandigheden en buitentoepassingen. 

3. Polyethyleentereftalaatglycol

PETG is een thermoplastisch polyester met uitstekende duurzaamheid en chemische bestendigheid. Het is een meer geavanceerde vorm van PET. De “G” staat voor glycol, wat wordt toegevoegd om wat extra eigenschappen te bieden. PETG biedt een betere sterkte en duurzaamheid, is slagvaster en beter geschikt voor hoge temperaturen in vergelijking met PET. Raadpleeg onze gids over PETG-eigendommen voor meer informatie.

4. Thermoplastisch polyurethaan

TPU is polyurethaanplastic en een subset van TPE. Vergeleken met TPE is TPU sterker en stijver, waardoor het zeer geschikt is voor zwaardere, sterkere en duurzamere prototypes.

5. Exotische filamenten

Exotische 3D-printfilamenten zijn composietfilamenten met een basismateriaal aangevuld met additieven. Dit biedt bijzondere mechanische eigenschappen en afwerkingen. 

Wat zijn de beste materialen voor 3D-printerfilamenten?

De beste materialen voor 3D-printerfilamenten variëren afhankelijk van de toepassing en gewenste eigenschappen. Tabel 1 vergelijkt de verschillende filamenten en hun eigenschappen:

Tabel 1. Vergelijking van filamenten van 3D-printers

Gloeidraad Prijs (per kg) Duurzaamheid Flexibiliteit Kracht Voedselveilig

Gloeidraad

ABS

Prijs (per kg)

$ 10 

Duurzaamheid

Hoog

Flexibiliteit

Gemiddeld

Sterkte

Middelmatig 

Voedselveilig

Nee

Gloeidraad

PLA

Prijs (per kg)

$ 15

Duurzaamheid

Middelmatig 

Flexibiliteit

Laag

Sterkte

Gemiddeld

Voedselveilig

Ja

Gloeidraad

Nylon

Prijs (per kg)

$ 50

Duurzaamheid

Hoog

Flexibiliteit

Hoog

Sterkte

Hoog

Voedselveilig

Ja

Gloeidraad

PETG

Prijs (per kg)

$ 15

Duurzaamheid

Hoog

Flexibiliteit

Hoog

Sterkte

Gemiddeld

Voedselveilig

Ja

Gloeidraad

PVA

Prijs (per kg)

$ 40

Duurzaamheid

Gemiddeld

Flexibiliteit

Laag

Sterkte

Hoog

Voedselveilig

Ja

Gloeidraad

ASA

Prijs (per kg)

$ 30

Duurzaamheid

Hoog

Flexibiliteit

Laag 

Sterkte

Gemiddeld

Voedselveilig

Nee

Gloeidraad

PC

Prijs (per kg)

$ 30

Duurzaamheid

Hoog

Flexibiliteit

Gemiddeld-hoog

Sterkte

Hoog

Voedselveilig

Nee

Gloeidraad

TPE

Prijs (per kg)

$ 40

Duurzaamheid

Matig

Flexibiliteit

Hoog

Sterkte

Laag

Voedselveilig

Ja

Gloeidraad

TPU

Prijs (per kg)

$ 45

Duurzaamheid

Hoog

Flexibiliteit

Gemiddeld-hoog

Sterkte

Gemiddeld-hoog

Voedselveilig

Ja

Gloeidraad

Zandsteen

Prijs (per kg)

$ 30

Duurzaamheid

Laag

Flexibiliteit

Laag

Sterkte

Laag

Voedselveilig

Nee

Gloeidraad

Hout

Prijs (per kg)

$ 25

Duurzaamheid

Gemiddeld

Flexibiliteit

Gemiddeld

Sterkte

Gemiddeld

Voedselveilig

Nee

Gloeidraad

HEUPEN

Prijs (per kg)

$ 20

Duurzaamheid

Hoog

Flexibiliteit

Gemiddeld

Sterkte

Laag

Voedselveilig

Ja

Gloeidraad

Koolstofvezel 

Prijs (per kg)

$ 30

Duurzaamheid

Hoog

Flexibiliteit

Laag

Sterkte

Gemiddeld

Voedselveilig

Nee

ABS en PLA zijn twee van de meest kosteneffectieve filamentopties, met prijzen vanaf respectievelijk $10 en $15. De meeste composietfilamenten gebruiken PLA als basismateriaal en nemen de eigenschappen ervan over met enkele additieven ter verbetering. Dit resulteert in composietmaterialen met een gemiddelde tot lage duurzaamheid, flexibiliteit en sterkte. HIPS en koolstofvezel vormen echter een uitzondering, omdat beide een hoge duurzaamheid vertonen. 

Raadpleeg onze gids over de beste materialen voor 3D-printen voor meer informatie.

Welke factoren beïnvloeden de sterkte van 3D-printerfilament?

De factoren die de sterkte van een 3D-printerfilament beïnvloeden zijn:

1. Treksterkte: Voor onderdelen die treksterkte nodig hebben om weerstand te bieden aan krachten die aan het object trekken, zijn zowel PETG als PC gunstige opties. PETG heeft een sterke hechting tussen de lagen.
2. Impactsterkte: De sterkste 3D-printerfilamenten op het gebied van slagvastheid zijn ABS, PETG, PC en TPU.
3. Scheursterkte: Voor onderdelen die een hoge scheursterkte vereisen, is TPU-filament een goede optie.

Wat is het sterkste 3D-printerfilament?

Polycarbonaat is het sterkste 3D-printerfilament. Het heeft een treksterkte van 70 MPa en een uitstekende slagvastheid.

Onderhoud van 3D-printerfilament

Het onderhouden van 3D-printerfilament is afhankelijk van opslag. Houd bij het selecteren van de juiste opslagoplossing rekening met het klimaat, de houdbaarheid en de omgeving waarin het filament zal worden gebruikt. PLA heeft bijvoorbeeld een houdbaarheid van 2 à 3 jaar. Typisch onderhoud bestaat uit het opslaan van PLA op een koele, droge en donkere plaats (vochtvrije opslag). Na twee jaar kan de printkwaliteit verslechteren en moet het filament mogelijk worden vervangen.

Wat zijn de factoren die van invloed zijn op de duurzaamheid van 3D-geprinte producten?

De volgende factoren beïnvloeden de duurzaamheid van 3D-printerfilamenten:

1. Laagdikte: De laagdikte van een geprint object beïnvloedt hoe sterk het object zal zijn binnen het bereik van de materiaaleigenschappen. 
2. Materiaalkwaliteit: Materialen van hoge kwaliteit presteren doorgaans beter en zijn duurzamer.
3. Gepaste temperatuur: Verschillende 3D-printfilamenten hebben verschillende temperatuurgevoeligheden. Houd rekening met het gespecificeerde temperatuurbereik van het filament om er zeker van te zijn dat dit overeenkomt met de temperatuuromstandigheden die u tegenkomt tijdens het maken van het eindproduct.  
4. Intrekking: Als de terugtrekking te hoog is, zullen er kleine openingen of klodders ontstaan, veroorzaakt door luchtzakken in de printkop. Als de printer niet voldoende intrekt, zal er zichtbaar sijpelen optreden terwijl de spuitmond beweegt. Het filament zal tussen de kenmerken door rijgen omdat het mondstuk de extrusie van materiaal niet stopt voordat het beweegt. 
5. Oriëntatie van onderdelen: 3D-geprinte onderdelen zijn het sterkst in vlakken evenwijdig aan het printbed en inherent zwakker in de bouwrichting.
6. Invulling en omtrek: Het verhogen van de opvuldichtheid van een geprint onderdeel draagt bij aan de stijfheid van het onderdeel en voorkomt dat het vervormt.

Wat zijn de toepassingen van 3D-printerfilament?

Hieronder vindt u enkele gebruiksscenario's voor afdrukken die zijn geprint met 3D-printerfilamenten:

1. Medisch: Gebruikt als medische hechtingen, implantaten, medische hulpmiddelen en prothesen. 
2. Industrieel: Wordt gebruikt voor het printen van functionele onderdelen of prototypes, aangepaste gereedschappen en mallen voor spuitgieten.  
3. Sport: Wordt gebruikt voor het bedrukken van handvatten voor hockeysticks, helmen en zolen van sportschoenen.  
4. Automobiel: Gebruikt in prototypes van auto-onderdelen, waaronder interieurelementen, dashboards en schaalmodellen van een auto.  

Wat zijn de voordelen van 3D-printerfilament?

3D-printerfilament biedt enkele voordelen, waaronder:

• Betaalbaarheid en een ruime keuze aan materialen en eigenschappen.
• Maakt unieke eigenschappen en afwerkingen mogelijk die lijken op de 'echte deal'. Zijdefilamenten geven bijvoorbeeld de illusie van een zijdeachtige afwerking. 
• Sterke en duurzame prints kunnen worden gemaakt door gewoon PLA of ABS te versterken met composietmaterialen, zoals glasvezel of koolstofvezel.
• Printers die 3D-printfilamenten gebruiken, hebben doorgaans grote bouwvolumes.

Vergeleken met resin 3D-printers hebben machines die 3D-printerfilamenten gebruiken grotere bouwvolumes en kunnen daarom worden gebruikt om grotere producten te printen.  

Wat zijn de nadelen van 3D-printerfilament?

Enkele nadelen van 3D-printerfilamenten zijn:

• Filamentafdrukken hebben een lagere resolutie en kwaliteit  
• Filamenten presteren niet uitzonderlijk goed bij het reproduceren van ingewikkelde details en patronen 

Vergeleken met zijn tegenhanger met harsprint biedt filament een lagere resolutie en kwaliteit. Harsprints bieden ook een betere oppervlakteafwerking. 

Waar kunt u een 3D-printerfilament kopen

3D-printerfilament kan worden gekocht bij:

1. Internationale bedrijven: De wereldmarkt van Amazon heeft toegang tot een verscheidenheid aan merken en soorten filament tegen goede prijzen. Het biedt een logistiek netwerk voor voordelige verzending en heeft een ongeëvenaard retourbeleid.
2. Lokale Amerikaanse bedrijven: Verschillende lokale Amerikaanse bedrijven verkopen 3D-printerfilamenten. Het is belangrijk om bij het selecteren van een leverancier rekening te houden met de locatie, beschikbare leveringsbronnen en goede recensies. Xometry biedt een online marktplaats met een breed netwerk van machinewerkplaatsen, fabrikanten op maat en een ruime keuze aan 3D-printerfilamenten.  

Hoe u een 3D-printerfilament bij u in de buurt kunt vinden

Er zijn een paar manieren om 3D-filament bij u in de buurt te vinden:

1. Thomasnet.com heeft een lijst met meer dan 80 leveranciers van 3D-printerfilament en biedt u de mogelijkheid deze te verfijnen op geografische locatie.
2. Ga naar lokale makersruimtes en vraag rond naar namen van bedrijven die 3D-printerfilament produceren.
3. Vraag op forums naar leveranciers van 3D-filament bij u in de buurt.

Hoe u de beste 3D-printerfilamentservice kiest

Tips voor het kiezen van de beste filamentservice voor 3D-printers zijn onder meer:

1. Zoek naar gevestigde bedrijven met een professioneel online profiel. 
2. Zorg ervoor dat ze het juiste filament aanbieden waarnaar u op zoek bent.
3. Bekijk enkele recensies van andere klanten op hun platforms en daarbuiten. 
4. Probeer een kleine bestelling om de kwaliteit van hun producten te testen. 

Wat zijn de signalen voor een hoogwaardige 3D-printerfilamentservice?

Enkele signalen waar u op moet letten bij het zoeken naar een hoogwaardige filamentservice voor 3D-printers zijn:

1. Getuigenissen voor de service van vertrouwde bronnen.
2. Online recensies op websites zoals HelloPeter of Google Reviews.
3. Ninjatek is een goed voorbeeld van een bekend, gerenommeerd merk dat kwaliteitsfilament aanbiedt.

Wat zijn de beste 3D-printerfilamenten?

De beste 3D-printerfilamenten zijn als volgt:

1. Hatchbox- of Eryone PLA 3D-printerfilamenten zijn goede, kosteneffectieve filamenten voor alle doeleinden. 
2. NinjaFlex TPE- en TPU 3D-printerfilamenten zijn het beste voor flexibele prints. 
3. PolyMax PC 3D-printerfilament is het beste vanwege sterkte en duurzaamheid. 

Wat zijn de alternatieven voor 3D-printerfilament?

Andere alternatieve 3D-printerfilamenten voor “standaard” kunststoffen zoals ABS, PLA en PET zijn:

1. Biologisch afbreekbare filamenten 
2. Hennep 3D-printfilamenten 
3. Koffie 3D-printerfilamenten 

Veelgestelde vragen over 3D-printerfilament

Is 3D-printen met meerdere filamenten beter?

Multi-filament dual-extrusie 3D-printers zijn het beste bij het printen van complexe ontwerpen of ontwerpen met een ondersteunende structuur. Het tegelijkertijd printen van twee verschillende materialen bespaart tijd en combineert de beste eigenschappen van elk materiaal.

Wat is het voordeel van metalen 3D-printerfilament vergeleken met hout 3D-printerfilament? 

De voordelen van metaal 3D-printerfilament ten opzichte van hout 3D-printerfilament zijn:

1. Metalen filamenten zijn schuurbestendiger in vergelijking met houtfilamenten.
2. Metaalfilament is duurzamer en stijver dan met hout gevuld 3D-printerfilament.
3. Metaalprints zijn geschikt voor functionele mechanische onderdelen en industriële toepassingen. 

Is hars beter dan 3D-printerfilament?

Afhankelijk van de toepassing kan hars beter zijn dan 3D-printerfilament. Op hars gebaseerde prints staan ​​bekend om hun superieure kwaliteit en zijn ideaal voor zeer gedetailleerde miniatuurmodellen. Filamenten zijn duurzamer, goedkoper en beter voor grotere objecten. Raadpleeg onze gids over hars versus 3D-printerfilament voor meer informatie.

Wat is de relatie tussen 3D-infill en 3D-printerfilament?

3D-printerfilament is het materiaal dat wordt gebruikt om 3D-infill te creëren. Infill-dichtheid is de hoeveelheid filament die in het model, object of prototype is afgedrukt. Raadpleeg onze handleiding over 3D Infill voor meer informatie.

Samenvatting

In dit artikel worden de verschillende soorten 3D-printerfilament besproken en hun toepassingen en eigenschappen samengevat. Neem contact op met een Xometry-vertegenwoordiger voor meer informatie over 3D-printerfilamenten en om te beslissen welke het beste is voor uw toepassing.

Xometry biedt een breed scala aan productiemogelijkheden, waaronder 3D-printen en diensten met toegevoegde waarde voor al uw prototyping- en productiebehoeften. Bezoek onze website voor meer informatie of vraag een gratis en vrijblijvende offerte aan.

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.

Dean McClements

Dean McClements is afgestudeerd aan de B.Eng Honours in Werktuigbouwkunde en heeft meer dan twintig jaar ervaring in de productie-industrie. Zijn professionele carrière omvat belangrijke functies bij toonaangevende bedrijven zoals Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace en Hyster-Yale, waar hij een diep inzicht ontwikkelde in technische processen en innovaties.

Lees meer artikelen van Dean McClements