3D-printmaterialen:duurzaam of niet?

Van de verschillende innovaties die het beroep van ontwerpingenieur de afgelopen tijd heeft meegemaakt, is het wonder van Additive Manufacturing (AM) misschien wel degene met de meest invloedrijke aard. Nu AM-technieken op grote schaal worden toegepast in industrieën over de hele wereld, worden ontwerptechniek en productie ongetwijfeld ingeluid in een nieuw tijdperk van ontwikkeling.

3D-printen is de meest bekende van alle AM-methoden en heeft de laatste jaren een grote vlucht genomen. Het feit dat het ingenieurs de luxe van rapid prototyping heeft gegeven, getuigt van het revolutionaire karakter ervan, waardoor ze hun ontwerpen in elk aspect kunnen perfectioneren voorafgaand aan massaproductie.

Ongeacht de mogelijkheden van dit ontwerpproces staan ​​ingenieurs echter nog steeds voor de uitdaging om het ecologisch duurzaam en kosteneffectief te maken, zodat het op een veel grotere schaal kan worden toegepast.

Dit artikel onderzoekt de verschillende materialen die in AM worden gebruikt. Het geeft je een momentopname van enkele van de nieuwste ontwikkelingen in de industrie, evenals een overzicht van hoe ecologisch duurzaam de toekomst van AM werkelijk is.

3D-printmaterialen:niet alleen plastic!

Een van de meest voorkomende misvattingen over modern 3D-printen is dat bij dit proces alleen plastic wordt gebruikt, maar dat is gewoon niet het geval. Natuurlijk zijn harsen een populaire keuze omdat ze een reeks gewenste eigenschappen bieden, zoals taaiheid of elasticiteit in vaste vorm. SLA-printers (stereolithografie) en DLP-printers (digital light processing) zijn veelvoorkomende machines die worden gebruikt om prototypes met harsen te ontwikkelen.

Moderne ontwerpingenieurs hebben echter een breed scala aan verschillende afdrukbare materialen tot hun beschikking waarvan de toepassingen verschillen afhankelijk van tal van factoren, zoals de vereiste materiaaleigenschappen, kosten, kleur, uiterlijk en laagdikte.

Als het niet alleen plastic is, welke andere soorten materialen kunnen dan worden gebruikt voor 3D-printen?

Enkele van de meest gebruikte niet-plastic materialen worden hieronder opgesomd:

• Metalen :Metalen kunnen direct bedrukt worden met verschillende technieken zoals poeder sinteren of direct smelten. Metalen zoals aluminium, titanium en roestvrij staal zijn populaire keuzes onder ingenieurs vanwege de hoge sterkte en metalen afwerking.
• Glas :Glas is recentelijk in AM gebruikt om objecten met een complexe vorm te bouwen die cruciaal zijn voor velden als optica en microfluïdica.
• Keramiek :Keramiek is een populaire keuze vanwege het glanzende, geglazuurde oppervlak. Geavanceerde (of technische) keramiek wordt gebruikt in de auto-industrie, bijvoorbeeld voor kleine onderdelen zoals filters of steunbevestigingen voor katalysatoren, maar ook in de biomedische industrie.
• Organische verbindingen :Er worden nu ook verschillende organische materialen gebruikt om materialen voor AM te ontwikkelen. Ze bieden voldoende kwaliteit en kunnen milieuwinst opleveren. Een interessant voorbeeld hiervan is steen; steenpoeder wordt gecombineerd met milieuvriendelijk thermoplastisch polymeer PLA (polyactide) dat producten zowel een natuurlijke uitstraling en textuur als een sterke structuur geeft.

Wat staat ons te wachten?

Kijkend naar het bovenstaande gedeelte, is het vrij veilig om te zeggen dat kunststoffen niet de enige materialen zijn die additieve fabricagetechnieken gebruiken. Wat overblijft is echter de kwestie van duurzame materialen die niet alleen innovatie in engineering garanderen, maar ook in de komende tijd een groenere, leefbare planeet.