Filament voor 3D-printen

Al langere tijd wordt het idee van 3D-printen gezien als het potentieel voor een echte industriële revolutie. Vroeger of later, zo luidt de prognose, zal in ieder huis een 3D-printer staan. Reserveonderdelen of andere artikelen voor dagelijks gebruik worden dan direct thuis geproduceerd. Omdat er dan zo weinig goederen over lange afstand vervoerd moeten worden en daardoor CO2-uitstoot afneemt, komt dat het milieu ten goede. 3D-printen kan een beslissende rol spelen in de strijd tegen klimaatverandering.

Heb je al een 3D-printer thuis? Dan hoor je bij de pionieren die deze duurzame industriële revolutie, die in de laatste jaren steeds harder gaat, zijn begonnen.

In de plastische FDM-print wordt filament gebruikt als materiaal om 3D-modellen van te maken. In principe is filament gewoon een kunststofdraad op een spoel. De 3D-printer smelt deze draden met behulp van chemische en natuurkundige processen. Dat is mogelijk omdat deze filamenten thermoplastisch zijn. Dat betekent dat ze bij verhitting van staat veranderen, van vaste consistentie naar vloeibaar of stroperig. Het vloeibare filament kan dan door de nozzle laag voor laag worden aangebracht en worden gebruikt voor gedetailleerde modellen.

Het daadwerkelijke filament ontstaat zo eigenlijk pas tijdens het printproces in de printer. Dat gebeurt doordat het plastic onder hoge druk en temperatuur door de nozzle wordt geperst.

Vandaag de dag bestaan er veel verschillende soorten filament. Alle grote producenten bieden verschillende varianten aan. Daarbij wordt niet alleen onderscheid gemaakt in kleur, maar ook in de sterkte en de soort kunststof heb je veel keuzevrijheid. Omdat de keuze aan filamenten zo groot is, kan hij soms ook verwarrend zijn. Hier vind je een klein overzicht van de belangrijkste verschillen:

Diameter

Alle gangbare 3D-printers gebruiken filamenten van 1,75mm of 2,85mm. In principe is er geen verkeerde diameter, zolang het filament maar in de printer past. Filamenten met een diameter van 1,75mm zijn flexibeler en belasten de extruder van de printer minder. Daarbij is filament van 2,85mm preciezer en heeft de extruder meer grip.

Kleuren

De vraag of een printer kleurrijke modellen kan maken of niet, hangt af van een speciale techniek. Daarbij worden bij een printer drie of vier spoelen met PLA- of ABS-filament gebruikt om kleuren te mengen.

Filamentsoorten

• PLA-Filament
  PLA is een synthetisch polymeer. Het kan gebruikt worden door bijna alle 3D-printers. Het wordt gemaakt van biologische grondstoffen zoals maïs, waardoor PLA-filament duurzaam en milieuvriendelijk is. Het is een perfect materiaal voor beginners, omdat er bij lage temperaturen geprint wordt en er weinig vervorming optreedt bij het afkoelen.
• ABS-Filament
  Dit filament is bijna net zo populair als PLA. ABS heeft een hoge belastbaarheid. De met ABS geprinte modellen zijn niet zo broos en zijn beter bestand tegen hitte. ABS is alleen niet zo makkelijk te verwerken, omdat het vaak vervormt tijdens het afkoelen. Daarom is het minder geschikt voor beginners. Bovendien heb je een verwarmde bouwplaat nodig om goede resultaten te verkrijgen.
• HIPS-filament
  Deze filamentsoort lijkt erg op ABS. Het verschil is dat het oplosbaar is in citroenextract, waardoor het erg geschikt is als materiaal om ondersteuningsstructuren van te printen.
• TPE
  Thermoplastische elastomeren zijn een hoogst interessante oplossing voor 3D-printers. Ze blijven namelijk flexibel na het printen waardoor er zeer belastbare modellen ontstaan.
• Laybrick & Laywood
  Dit zijn speciale filamenten die voor een groot gedeelte bestaan uit zandsteen- of houtdeeltjes. Daarmee kun je modellen printen die zich qua gevoel en uiterlijk onderscheiden ten opzichte van traditionele filamenten. Je kunt zelfs het oppervlakte aanpassen door de temperatuur te verhogen of te verlagen, om het model een nog realistischer uiterlijk mee te geven.
• Resin of hars
  Deze materialen worden gebruikt bij stereolithografisch 3D-printen. De fotogevoelige hars kan worden uitgehard met behulp van een laser of licht en zo verandert het in een vast model. Resin heeft het voordeel dat het meerdere materiaaleigenschappen heeft. Zo kun je voor elk doel de juiste resin gebruiken.