3D-printtechnologieën
3D-printtechnologieën
3D-printen wordt soms ook wel additieve productie (AM) genoemd. Bij 3D-printen ontwerpt men een object met behulp van software, waarna de 3D-printer het object bouwt door laagje voor laagje materiaal toe te voegen totdat de gewenste vorm is bereikt. Het object kan worden gemaakt met verschillende printmaterialen, waaronder kunststoffen, poeders, filamenten en papier.
Er bestaan diverse 3D-printtechnologieën, en dit artikel geeft een overzicht van die technologieën.
Stereolithografie (SLA)
Bij stereolithografie wordt vloeibaar plastic als basismateriaal gebruikt, dat laagje voor laagje wordt omgezet in een 3D-object.1Vloeibare hars wordt in een vat met een transparante bodem geplaatst. Een UV-laser (ultraviolet) tekent vanaf de bodem van het vat een patroon op de vloeibare hars om een laag hars uit te harden en te stollen. De gestolde structuur wordt stapsgewijs omhoog getrokken door een hefplatform, terwijl de laser voor elke laag een ander patroon vormt om de gewenste vorm van het 3D-object te creëren.
Digitale lichtverwerking (DLP)
3D-printtechnologie met DLP is zeer vergelijkbaar met stereolithografie, maar verschilt doordat er een andere lichtbron wordt gebruikt en een lcd-scherm (liquid crystal display) wordt toegepast.1Deze technologie maakt gebruik van meer conventionele lichtbronnen, waarbij het licht wordt geregeld met behulp van microspiegels om de lichtinval op het te printen object te beheersen. Het lcd-scherm fungeert als fotomasker. Dit mechanisme maakt het mogelijk om een grote hoeveelheid licht op het uithardende oppervlak te projecteren, waardoor de hars snel uithardt.
Fused Deposition Modeling (FDM)
Met deze technologie kunnen objecten worden vervaardigd met thermoplastische kunststoffen van productiekwaliteit.1Objecten worden gemaakt door een thermoplastisch filament tot het smeltpunt te verhitten en het thermoplastische materiaal laagje voor laagje te extruderen. Speciale technieken kunnen worden gebruikt om complexe structuren te creëren. De printer kan bijvoorbeeld een tweede materiaal extruderen dat als ondersteunend materiaal dient voor het object dat tijdens het printproces wordt gevormd.1Dit ondersteuningsmateriaal kan later worden verwijderd of opgelost.
Selectief lasersinteren (SLS)
SLS vertoont enkele overeenkomsten met stereolithografie. SLS maakt echter gebruik van poedermateriaal dat in een vat wordt geplaatst. Voor elke laag wordt een laag poedermateriaal met behulp van een roller op de vorige laag aangebracht, waarna het poedermateriaal door middel van lasersinteren volgens een bepaald patroon wordt gesinterd om het te creëren object op te bouwen. Interessant is dat het gedeelte van het poedermateriaal dat niet gesinterd wordt, kan worden gebruikt als ondersteuningsstructuur en dat dit materiaal na de vorming van het object kan worden verwijderd en hergebruikt.
Selectief lasersmelten (SLM)
Het SLM-proces is zeer vergelijkbaar met het SLS-proces. In tegenstelling tot het SLS-proces, waarbij het poedermateriaal wordt gesinterd, wordt bij het SLM-proces het poedermateriaal volledig gesmolten.
Elektronisch straalsmelten (EBM)
Deze technologie lijkt ook sterk op SLM. Het verschil is dat er gebruik wordt gemaakt van een elektronenbundel in plaats van een krachtige laser.1De elektronenbundel smelt een metaalpoeder volledig om het gewenste object te vormen. Het proces is langzamer en duurder dan bij SLM en kent een grotere beperking wat betreft de beschikbare materialen.
Laminated Object Manufacturing (LOM)
Dit is een systeem voor snelle prototyping. Bij dit proces worden lagen materiaal, bedekt met een lijmlaag, door middel van hitte en druk aan elkaar gesmolten en vervolgens in de gewenste vorm gesneden met een lasersnijder of mes.1,2Meer specifiek wordt een folie met een kleeflaag over de vorige laag aangebracht, waarna een verwarmde rol de lijm verwarmt om de twee lagen aan elkaar te hechten. De lagen kunnen bestaan uit papier, plastic of metaallaminaten.1Het proces kan nabewerkingsstappen omvatten zoals machinale bewerking en boren. Dit is een snelle en goedkope methode voor 3D-printen.1Door gebruik te maken van een hechtingsproces is geen chemisch proces nodig en kunnen relatief grote onderdelen worden vervaardigd.
