3D printers: Leer alles over de materialen, soorten printers & meer

door Joost Nusselder Geupdate op:  maart 14, 2023

3d printen is een van de snelst groeiende technologieën van dit moment. Het is een manier om driedimensionale objecten te maken door een printer te gebruiken die de materialen laag per laag opbouwt.

3d printen is een manier om driedimensionale objecten te maken door een printer te gebruiken die de materialen laag per laag opbouwt. Het is een van de snelst groeiende technologieën van dit moment. 

In dit artikel leg ik je uit wat 3d printen precies is, hoe het werkt, en waar je het voor kunt gebruiken.

Elke maand een speel thema in je mailbox?

Leuke speeltips, doeboekjes en meer met als eerste mail onze gratis mini-gids "educatief speelgoed"

JA, dat wil ik!

We zullen je email adres alleen gebruiken voor deze nieuwsbrief en respecteren jouw privacy

Wat is 3D printen?

3D-printen is een methode om een object te creëren door het laag voor laag op te bouwen met behulp van verschillende technologieën. Het is een additieve productietechniek, wat betekent dat het object wordt opgebouwd door opeenvolgende lagen filament op elkaar te plaatsen totdat de gewenste vorm is bereikt.

Hoe werkt 3D-printen?

Het 3D-printproces begint met het maken van een digitaal ontwerp van het gewenste object met behulp van CAD (Computer Aided Design) software of door een bestaand object te scannen met behulp van 3D-scanners. Vervolgens wordt het ontwerp omgezet in bouwtekeningen die de 3D-printer (de beste voor thuis hier beoordeeld) kan begrijpen.

De 3D-printer gebruikt een extruder om filament te smelten en op een plaatselijk gerichte manier neer te leggen. Sommige printers gebruiken gesmolten filament dat wordt geplakt en vastgezet totdat het stolt, terwijl andere printers gebruik maken van laser- of andere toegepaste technologieën om het filament op te bouwen.

Het filament wordt laag voor laag neergelegd totdat het gewenste object is bereikt. Het proces zorgt voor een vrijwel glad oppervlak en een superieure kwaliteit van het object.

Wat zijn de voordelen van 3D-printen?

• Het is een goedkope productietechniek
• Het maakt het mogelijk om complexe objecten te maken
• Het is een manipuleerbare technologie, waardoor het mogelijk is om het object aan te passen of te modeleer terwijl het wordt geprint
• Het biedt de mogelijkheid om prototypes te maken voordat het object wordt geproduceerd
• Het is een nieuwe en opkomende technologie die veel mogelijkheden biedt voor de toekomst

De Basisprincipes

3D-printen is een relatief nieuwe techniek die de afgelopen jaren steeds populairder is geworden. In dit artikel geven we antwoord op de belangrijkste vragen over 3D-printen.

De beperkingen van 3D-printen

Hoewel 3D-printen veel voordelen biedt, zijn er ook beperkingen aan deze techniek. Zo is het nog steeds duur om grote objecten te printen en zijn sommige materialen nog niet geschikt voor 3D-printen. Bovendien is de snelheid van het printen nog relatief laag, waardoor het niet geschikt is voor massaproductie.

De populairste 3D-printers

Er bestaan honderden verschillende 3D-printers, variërend van goedkope initiatieven tot industriële machines die tienduizenden euro’s kosten. Een van de populairste 3D-printers is de Ultimaker, die zowel door particulieren als bedrijven wordt gebruikt.

De materialen die gebruikt kunnen worden

Er zijn veel verschillende materialen die gebruikt kunnen worden voor 3D-printen, waaronder kunststoffen, metalen en keramiek. Sommige materialen zijn geschikt voor specifieke toepassingen, zoals het printen van behuizingen voor elektronica of het maken van miniatuurvoorwerpen.

Verklarende woordenlijst

• 3D-printer: een machine die driedimensionale objecten kan printen
• Nozzle: het beweegbare mondstuk waardoor het materiaal wordt geëxtrudeerd
• Digitaal ontwerp: een ontwerp dat is gemaakt met behulp van software op een computer
• Verhardingsproces: het proces waarbij het materiaal wordt verhard nadat het uit de nozzle is geëxtrudeerd
• Kunststof: een chemische stof die gebruikt kan worden als materiaal voor 3D-printen
• Prototype: een testversie van een product dat wordt gebruikt om het ontwerp te testen en te verbeteren
• Massaproductie: het produceren van grote hoeveelheden producten in korte tijd
• Prothese: een kunstmatig lichaamsdeel dat wordt gebruikt ter vervanging van een ontbrekend lichaamsdeel.

Hoe werkt 3D-printen?

De fundamentele methode van 3D-printen wordt ook wel additive manufacturing genoemd. Dit houdt in dat de printer het object laag voor laag opbouwt, volgens hetzelfde ontwerp als het digitale model. Het materiaal wordt daarbij rechtstreeks op het bouwplatform geplaatst, zonder dat er speciale gereedschappen of snijgereedschap vereist zijn.

De alternatieve term voor 3D-printen

Een alternatieve term voor 3D-printen is additive manufacturing. Dit benadrukt het fundamentele verschil tussen deze methode en traditionele productietechnologieën, die subtractieve of formatieve methoden gebruiken.

De speciale kennis en praktijk die 3D-printen vereist

Om te beginnen met 3D-printen, moet je eerst een printer kiezen en kopen. Dit kan online of bij een lokale leverancier. Vervolgens moet je een digitaal model van het object maken of downloaden. Daarna moet je het model in de software van de printer laden en de basisstappen doorlopen om het object te printen.

Het proces van 3D-printen vereist speciale kennis en praktijk om het goed te kunnen uitvoeren. Het is belangrijk om de beperkingen en voordelen van de printer die je hebt te begrijpen, evenals de eigenschappen van het materiaal dat je gebruikt.

Geschiedenis van 3D-printen

Om de beste resultaten te behalen bij het 3D-printen, is het belangrijk om de bestanden correct voor te bereiden en te zorgen voor de juiste instellingen. Hier zijn enkele tips en aanbevelingen:

• Zorg voor een goede 3D-ontwerpsoftware en leer hoe je deze moet gebruiken.
• Gebruik de juiste bestandsindeling, zoals STL of OBJ.
• Zorg voor een goede resolutie en detaillering van het object.
• Zorg voor de juiste ondersteuningsstructuur om het object te ondersteunen tijdens het printen.
• Zorg voor de juiste printinstellingen, zoals de juiste temperatuur en snelheid.
• Test het object eerst op een kleinere schaal voordat je het op ware grootte print.
• Zorg voor een goede afwerking van het object na het printen, zoals schuren en polijsten.

Het 3D-printen biedt enorm veel mogelijkheden en heeft de potentie om de manier waarop we dingen maken en produceren te veranderen. Met de juiste kennis en vaardigheden kun je zelf aan de slag met deze technologie en je eigen creaties tot leven brengen.

Voordelen & nadelen van 3D-printen

Voordelen

Flexibiliteit en snelheid:

3D-printen biedt een unieke set van mogelijkheden voor het ontwerpen en produceren van producten. Het stelt ontwerpers en technische specialisten in staat om snel en flexibel prototypes te maken en door te ontwikkelen. Dit is vooral belangrijk in een ontwikkelende markt waarbij snelheid van groot belang is. Het drukken op een knop kan een nieuw model opleveren, wat een aanzienlijke kostenbesparing oplevert ten opzichte van traditionele productieprocessen.

Minder afval:

3D-printen maakt het mogelijk om alleen het gewenste voorwerp te produceren, waardoor er geen onnodige voorraad ontstaat. Dit vermindert het afval dat anders in de afvalbak zou belanden. Bovendien kunnen materialen worden gerecycled en opnieuw worden gebruikt.

Breed scala aan materialen:

3D-printen biedt een breed scala aan materialen, waaronder kunststoffen, carbon, en zelfs metaal. Deze materialen kunnen worden ingezet om de gewenste eigenschappen te bereiken. Het maakt het ook mogelijk om maatschappelijk verantwoord te produceren door gebruik te maken van duurzame materialen.

Productie op maat:

3D-printen maakt het mogelijk om producten op maat te maken. Dit is vooral belangrijk voor producten die bepaalde eigenschappen moeten hebben, zoals medische implantaten. Het maakt het ook mogelijk om producten te produceren die anders niet beschikbaar zouden zijn.

Kostenbesparing:

3D-printen kan aanzienlijke kostenbesparingen opleveren voor bedrijven. Het stelt hen in staat om flexibeler te zijn in het productieproces en om personeel efficiënter in te zetten. Bovendien kunnen producten op maat worden gemaakt, waardoor er minder verspilling is.

Nadelen

Beperkingen in vormgeving:

3D-printen heeft beperkingen in de vormgeving van producten. Dit geldt vooral voor complexe vormen en structuren. Het is belangrijk om hier rekening mee te houden bij het opstellen van een ontwerp.

Technische kennis vereist:

3D-printen vereist een basis aan technische kennis om het proces goed te begrijpen. Het is belangrijk om samen te werken met een specialist om de beste resultaten te behalen.

Levertijd:

3D-printen kan een langere levertijd hebben dan traditionele productieprocessen. In sommige gevallen kan het tot enkele weken duren voordat het product gereed is.

Kosten van accessoires:

De kosten van accessoires voor 3D-printen kunnen hoog zijn. Dit geldt vooral voor de aanschaf van een 3D-printer zelf.

Productieprocessen en transport:

3D-printen kan niet altijd de beste oplossing zijn voor productieprocessen en transport. In sommige gevallen kan het duurder zijn dan traditionele methoden.

Welke materialen kun je 3D printen?

Een 3D-printer is een apparaat dat driedimensionale objecten kan produceren door gebruik te maken van een digitaal ontwerp. Dit proces wordt ook wel additive manufacturing genoemd, wat betekent dat het object laag voor laag wordt opgebouwd. Het is een alternatieve productiemethode ten opzichte van subtractieve en formatieve gereedschappen, die snijgereedschap vereisen om geometrie uit een blok materiaal te verwijderen of om een materiaal te vormen door middel van druk.

Maar welke materialen kun je eigenlijk 3D printen? Hieronder volgt een overzicht van de meest voorkomende materialen die gebruikt worden in de 3D-printindustrie.

Filamenten

Filamenten zijn de meest gebruikte materialen in de 3D-printindustrie. Het zijn dunne draden van plastic die op een spoel worden geleverd en rechtstreeks op het bouwplatform van de 3D-printer worden gelegd. Het filament wordt vervolgens omgezet in een driedimensionaal object.

PLA

PLA (polymelkzuur) is een biologisch afbreekbaar filamenttype dat gemaakt is van maïszetmeel. Het is een van de meest gebruikte filamenten omdat het makkelijk verkrijgbaar is en in vele kleuren verkrijgbaar is. PLA is sterk, hard en esthetisch gezien een goede keuze voor objecten die binnenshuis gebruikt worden. Het heeft echter beperkingen wat betreft hittebestendigheid en waterbestendigheid.

ABS

ABS (acrylonitril-butadieen-styreen) is een thermoplastisch filamenttype dat vaak gebruikt wordt voor het maken van functionele objecten. Het is sterk, hard en hittebestendig, maar niet waterbestendig. ABS is verkrijgbaar in vele kleuren en wordt vaak gebruikt voor het maken van speelgoed, telefoonhoesjes en huishoudelijke artikelen.

PETG

PETG (glycol-gemodificeerd polyethyleentereftalaat) is een sterk, flexibel en waterbestendig filamenttype dat geschikt is voor het maken van objecten die buitengebruik zijn. Het is verkrijgbaar in vele kleuren en heeft een hogere smelttemperatuur dan PLA en ABS.

Nylon

Nylon is een flexibel filamenttype dat geschikt is voor het maken van objecten die een hoge mate van flexibiliteit vereisen. Het is verkrijgbaar in vele kleuren en kan oplosbaar zijn in aceton.

Houtfilament

Houtfilament is een unieke set filamenten die houtvezels bevatten. Het filament wordt gemengd met plastic en kan worden gebruikt om objecten te maken die er echt uitzien en aanvoelen als hout. Het is verkrijgbaar in verschillende kleuren en kan worden gebruikt voor het maken van meubels, speelgoed en andere decoratieve objecten.

Metaalfilamenten

Metaalfilamenten zijn filamenten die metalen bevatten en kunnen worden gebruikt om objecten te maken die eruitzien en aanvoelen als metaal. Deze filamenten zijn duurder dan plastic filamenten en vereisen vaak een speciale 3D-printer om te kunnen worden gebruikt.

Staal

Staalfilamenten zijn verkrijgbaar in verschillende soorten en kunnen worden gebruikt om objecten te maken die sterk en duurzaam zijn. Het is echter een duur filamenttype en vereist vaak een speciale 3D-printer om te kunnen worden gebruikt.

Koper

Koperfilamenten zijn verkrijgbaar in verschillende kleuren en kunnen worden gebruikt om objecten te maken die eruitzien en aanvoelen als koper. Het is echter een duur filamenttype en vereist vaak een speciale 3D-printer om te kunnen worden gebruikt.

Andere filamenten

Naast plastic en metaalfilamenten zijn er ook andere filamenten beschikbaar die kunnen worden gebruikt voor 3D-printen.

ASA

ASA (acrylonitril-styreen-acrylaat) is een filamenttype dat vergelijkbaar is met ABS, maar beter bestand is tegen UV-straling en weersinvloeden. Het is verkrijgbaar in vele kleuren en wordt vaak gebruikt voor het maken van objecten die buitengebruik zijn.

Vulling

Vulling is een filamenttype dat bestaat uit kleine stukjes plastic die samengeperst zijn tot een blok. Het kan worden gebruikt om objecten te maken die compleet zijn en geen holle ruimtes hebben. Vulling is verkrijgbaar in verschillende kleuren en kan worden gebruikt voor het maken van objecten die eruitzien en aanvoelen als steen.

Tips voor het kopen en gebruiken van een 3D-printer

Als je een 3D-printer wilt kopen, zijn er een aantal belangrijke aspecten waar je rekening mee moet houden. Hieronder vind je een aantal tips om je te helpen bij het maken van de juiste keuze.

Bepaal je eisen en wensen

Voordat je een 3D-printer koopt, is het belangrijk om jezelf af te vragen waarvoor je hem wilt gebruiken. Wil je kleine objecten printen of juist grote? Moet de printer snel kunnen printen of is dat minder belangrijk? Wil je een plug-and-play model of ben je handig genoeg om een bouwpakket in elkaar te zetten? Door deze vragen te beantwoorden, kun je bepalen welke specificaties en functionaliteiten voor jou belangrijk zijn.

Vergelijk verschillende modellen

Er zijn veel verschillende 3D-printers op de markt, elk met hun eigen set aan specificaties en functionaliteiten. Het is daarom belangrijk om verschillende modellen met elkaar te vergelijken voordat je een beslissing maakt. Op een vergelijkingspagina kun je de beschikbare modellen naast elkaar zetten en zo een weloverwogen keuze maken.

Let op de afmetingen

Voordat je een 3D-printer koopt, is het belangrijk om te bedenken waar je hem neer wilt zetten en hoe groot hij mag zijn. Let daarbij niet alleen op de buitenafmetingen, maar ook op de afmetingen van het printoppervlak. Dit kan variëren van rond de 100 mm tot wel 400 mm bij sommige industriële modellen.

Let op de extruder

De extruder is het onderdeel van de 3D-printer dat het filament smelt en op het printoppervlak legt. Het is belangrijk om te begrijpen hoe de extruder werkt en welke opties er beschikbaar zijn. Zo zijn er bijvoorbeeld 3D-printers met een dubbele extruder, waarmee je twee kleuren of materialen tegelijk kunt printen.

Let op de ingebouwde functionaliteiten

Sommige 3D-printers hebben ingebouwde functionaliteiten die het printen gemakkelijker maken. Zo hebben sommige modellen een automatische bed leveling functie, waarmee de printer zelf het printoppervlak kan nivelleren. Ook zijn er printers met een ingebouwde camera, zodat je het printproces kunt volgen.

Test de printer voordat je hem koopt

Als je een 3D-printer koopt, is het belangrijk om hem eerst te testen voordat je de knoop doorhakt. Zo kun je bepalen of de printer aan jouw eisen voldoet en of je geen problemen ondervindt tijdens het printen. Sommige fabrikanten bieden een proefperiode aan, waarin je de printer kunt uitproberen voordat je hem definitief koopt.

Onthoud de beperkingen en nadelen

Hoewel 3D-printen een fantastisch idee is, zijn er ook beperkingen en nadelen waar je rekening mee moet houden. Zo is het printen van grote objecten vaak tijdrovend en kan het printoppervlak van sommige modellen te klein zijn voor bepaalde projecten. Ook moet je rekening houden met de kosten van filament en de tijd die het kost om een object te printen.

Richting de nabije toekomst

3D-printen is een snel ontwikkelende technologie en er komen steeds meer unieke mogelijkheden bij. Het is daarom belangrijk om jezelf op de hoogte te houden van de laatste ontwikkelingen en inzicht te krijgen in de richting waarin de technologie zich ontwikkelt. Zo kun je ervoor zorgen dat je de beste 3D-printer koopt die past bij jouw eisen en wensen.

Conclusie

3d printen is een snel groeiende technologie die snel aan het veranderen is. Je kunt er allerlei objecten mee maken en het is ook nog eens goedkoop.

Dus, als je een 3d printer wilt kopen, kijk dan eens naar de verschillende modellen en merken. Zoals je kunt lezen is het een uitstekende manier om je creativiteit te ontplooien en het is ook nog eens leuk om te doen.

Joost Nusselder, de oprichter van speelkeuze.nl is een content marketer, vader en houdt van het uitproberen van nieuw speelgoed. Hij kwam als kind al in aanraking met alles rondom spellen toen zijn moeder de Tinnen Soldaat begon in Ede. Nu maakt hij samen met zijn team hulpvaardige blog artikelen om trouwe lezers te helpen bij leuke speel ideetjes.