3D-printers voor consumenten zijn niet langer beperkt tot ABS- en PLA-filamenten. De populariteit van additive manufacturing-technologie heeft geleid tot de instroom van veel technische kunststoffen. Hoewel ABS en PLA populair blijven, zijn veel liefhebbers van 3D-printen overgestapt op nieuwere materialen.
Dus hier is alles wat u moet weten over verschillende 3D-printfilamenten en hoe u er een kunt kiezen voor uw specifieke behoeften.
Een filament voor 3D-printen kiezen?
3D-printen is anders dan de meeste alledaagse hobby's. Het gaat om geavanceerde robots die ingewikkelde objecten maken met exotische materialen. Zoals alle geavanceerde technische inspanningen, is 3D-printen afhankelijk van het vermogen van de gebruikers om technische gegevensbladen te lezen en te volgen. Weten hoe u deze documenten kunt begrijpen, is essentieel om te weten welk 3D-printfilament u voor specifieke toepassingen moet gebruiken.
U hoeft zich hier geen zorgen over te maken als uw 3D-printbehoeften beperkt zijn tot cosmetische prints, want PLA is alles wat u ooit nodig zult hebben. Het printen van functionele onderdelen vereist echter inzicht in verschillende filamentparameters, zoals treksterkte, taaiheid/flexibiliteit, hittebestendigheid, duurzaamheid, kruip en kromtrekken.
Dus, wat zijn de beste 3D-printfilamenten en wanneer moet je de ene boven de andere gebruiken?
1. PLA (Polymelkzuur)
Polylactic Acid is voor 3D-printen wat zijwieltjes zijn voor fietsen. Het is ongelooflijk eenvoudig om zelfs op de goedkoopste 3D-printers af te drukken. Met printtemperaturen die al beginnen bij 180°C, heb je geen volledig metalen hot-end nodig om dit filament veilig te printen. PLA heeft zelfs geen verwarmd bed nodig, zolang de omgevingstemperatuur in de kamertemperatuur boven de 20°C wordt gehouden.
Het materiaal trekt praktisch niet krom en kan zeer goed overbruggen als je voldoende deelkoeling geeft. Weet u niet zeker wat al die termen betekenen? Bekijk onze Ender-3 upgradegids voor meer informatie over volledig metalen hot-ends en 3D-printerveiligheid.
Waar het op neerkomt: het is ongelooflijk moeilijk om een PLA-print te verpesten. Hierdoor kunnen beginners geleidelijk de vele gecompliceerde aspecten van 3D-printen leren zonder de muur van herhaalde afdrukfouten te raken. Als beginner maakt het vasthouden aan PLA het gemakkelijk om de basisprincipes van bedadhesie, kalibratie van de eerste laag, overhangen en overbruggingen te begrijpen. PLA is de optimale manier om de grenzen van 3D-printen te testen zonder dat je je printerkalibratie en slicer-instellingen hoeft te twijfelen.
Eigenschappen PLA-filament
- Afdrukbaarheid: Uitstekend
- Kleur selectie: Uitstekend
- Hittebestendig: Arm
- Treksterkte: Uitstekend
- Taaiheid: Arm
- UV-weerstand: Uitstekend
- Vochtbestendigheid: Uitstekend
- Kruipweerstand: Arm
Wanneer moet u PLA 3D-printfilament gebruiken?
PLA is geweldig voor cosmetische 3D-prints, maar niet zozeer voor iets anders. Ondanks zijn hoge treksterkte, mist het taaiheid omdat het materiaal te hard is om te buigen. Dit maakt het bros en vatbaar voor scheuren in toepassingen die slagvastheid en buiging vereisen. De bedrukbaarheid bij lage temperaturen vertaalt zich ook in een slechte hittebestendigheid. PLA drukt krom wanneer het wordt blootgesteld aan direct zonlicht of in de auto vanwege de lage glasovergangstemperatuur van het materiaal van 57°C.
PLA's neiging om te kruipen of permanent te vervormen onder belasting bij kamertemperatuur, maakt het onuitvoerbaar voor elke functionele print die ofwel bevestigingsmiddelen gebruikt of een dragend doel dient. Als gevolg daarvan stappen de meeste 3D-printenthousiastelingen over op andere materialen zodra ze de slicerinstellingen en het afstemmen van 3D-printers met PLA onder de knie hebben.
2. PETG (polyethyleentereftalaatglycol)
PETG zou idealiter je tweede filamentuitdaging moeten zijn als je PLA eenmaal onder de knie hebt. Het lijkt veel op het plastic dat wordt aangetroffen in waterflessen en voedselcontainers, behalve de toevoeging van glycol om de bedrukbaarheid te verbeteren. PETG is beter dan PLA in de meeste belangrijke parameters. Het is iets taaier, aanzienlijk hittebestendiger, vertoont een uitstekende kruipweerstand en is daarom geschikt voor functioneel 3D-printen.
Het is echter ook iets moeilijker om af te drukken. Dat is niet helemaal een slechte zaak. Hoewel het voor een goed afgestelde printer vrijwel onmogelijk is om PLA-afdrukken te verknoeien, vereist het verkrijgen van PETG een beter begrip van snijsoftware en kalibratie van de eerste laag. Dit maakt het filament een veilige manier om deze concepten te leren, die essentieel zijn voor het beheersen van andere technisch uitdagende 3D-printfilamenten.
PETG is ook behoorlijk hygroscopisch, dus drogen voor het printen is noodzakelijk als je in een vochtige omgeving woont. De prints zelf zijn niet gevoelig voor vochtopname, maar een nat filament zal extrusie en problemen met de printkwaliteit veroorzaken. Het materiaal kan permanent hechten aan de meeste 3D-printoppervlakken als de eerste laag te dicht bij het bouwoppervlak wordt afgedrukt.
De kleverige, stroperige aard van het gesmolten filament maakt het ook een slechte keuze voor overbruggen en steile uitsteeksels. Dat vertaalt zich echter ook in de beste laaghechting ondanks de lage druktemperatuur.
Eigenschappen van PETG-filament
- Afdrukbaarheid: Mooi zo
- Kleur selectie: Mooi zo
- Hittebestendig: Gemiddeld
- Treksterkte: Mooi zo
- Taaiheid: Mooi zo
- UV-weerstand: Uitstekend
- Vochtbestendigheid: Arm
- Kruipweerstand: Mooi zo
Wanneer moet u PETG 3D-printfilament gebruiken?
PETG is het perfecte compromis tussen PLA en de veel superieure ABS-filamenten. Hoewel het de hogere temperatuurbestendigheid van ABS mist, is het nog steeds goed genoeg voor afdrukken voor buiten of auto-interieurs. Het is ook aanzienlijk taaier dan PLA en ideaal voor toepassingen waar slagvastheid gewenst is. PETG's weerstand tegen kruip maakt het ook ideaal voor zowel functionele prints als 3D-printercomponenten.
3. TPE/TPU/TPC (thermoplastisch elastomeer/polyurethaan/copolyester)
TPE omvat een aantal kunststoffen met rubberachtige eigenschappen. Dergelijke filamenten worden gebruikt in toepassingen waar flexibiliteit gewenst is. Reguliere flexibele filamenten die als TPE op de markt worden gebracht, zijn verkrijgbaar in verschillende shore-hardheden, wat een maatstaf voor flexibiliteit is. In feite bevat TPE een brede categorie filamenten, waaronder TPU op basis van urethaan, dat iets stijver is om de bedrukbaarheid te verbeteren. TPC is een op copolyester gebaseerde variant met verbeterde weerstand tegen hitte, UV en chemische middelen.
Printen met TPE en zijn varianten is een uitdaging vanwege de inherente flexibiliteit van het filament. Deze filamenten zijn bijzonder moeilijk te printen met Bowden-extruders, omdat het gebrek aan stijfheid het moeilijk maakt om het filament door het mondstuk te duwen. Daarom, direct drive extruders, met een kort filamentpad tussen de extrudertandwielen en het mondstuk, worden aanbevolen voor betrouwbaar afdrukken.
De neiging van het filament om samen te drukken en uit te rekken maakt het terugtrekken ook onbetrouwbaar. Dit leidt tot overmatig rijgen in afdrukken, waarvoor expertise vereist is om dit te verminderen. Het is ook aan te raden om deze flexibele filamenten op een onverwarmd bed te printen, bij voorkeur met een lossingsmiddel, zoals een lijmstift of haarlak. Als u dat niet doet, heeft dit vaak tot gevolg dat de afdrukken permanent aan het bouwoppervlak hechten.
Eigenschappen van TPE-filament
- Afdrukbaarheid: Gemiddeld
- Kleur selectie: Gemiddeld
- Hittebestendig: Gemiddeld
- Treksterkte: Gemiddeld
- Taaiheid: Uitstekend
- UV-weerstand: Mooi zo
- Vochtbestendigheid: Arm
- Kruipweerstand: Mooi zo
Wanneer moet u TPE/TPU/TPC 3D-printfilament gebruiken?
Deze flexibele filamenten zijn uitstekend geschikt voor toepassingen waar slagvastheid, buigbaarheid, slijtage en grip wenselijker zijn dan stijfheid. TPE en TPU worden regelmatig gebruikt om pakkingen, telefoonhoesjes en polsbandjes voor draagbare apparaten in 3D te printen. TPC is een duurder alternatief dat extra temperatuur- en chemische bestendigheid biedt en geschikt is voor ruwe omgevingen.
4. ABS (Acrylonitril Butadieen Styreen)
ABS, in zijn spuitgegoten avatar, wordt gevonden in de meeste consumentenproducten in de vorm van autodashboards en schakelapparatuur, speelgoed, buisleidingen en als het chassis van de meeste duurzame consumptiegoederen. Het is niet verrassend dat het door zijn bekendheid, prijs en beschikbaarheid het materiaal bij uitstek was voor de commerciële 3D-printindustrie. Het is een geweldig materiaal met een ongeëvenaarde prijs-prestatieverhouding en een goede hittebestendigheid.
De hittebestendigheid maakt het onverenigbaar met de goedkope met PTFE beklede hot-ends. De meeste ABS-filamenten vereisen mondstuktemperaturen van ongeveer 250°C. Dit maakt volledig metalen hot-ends verplicht voor veilig printen. Het filament geeft ook schadelijke VOS (vluchtige organische stoffen) af, zoals styreen, waarvan bekend is dat het een negatieve invloed heeft op de gezondheid. Leer hoe ABS zich verhoudt tot PLA in onze ABS versus PLA-vergelijking.
De neiging van ABS-filament om te kromtrekken maakt het moeilijk om te printen, tenzij je een printer hebt met een verwarmde behuizing, zoals de Voron-serie doe-het-zelf 3D-printers. Delaminatie, bedhechting en kromtrekken zijn hardnekkige problemen bij grote ABS-prints op niet-ingesloten printers. Dat gezegd hebbende, de meeste moderne ABS-filamentmengsels printen prima, zolang je het bouwvolume ingesloten houdt en het verwarmde bed als passieve warmtebron gebruikt. Koolstofvezel en glasvezelversterkte ABS-composietfilamenten verminderen deze problemen grotendeels.
Eigenschappen ABS-gloeidraad
- Afdrukbaarheid: Gemiddeld
- Kleur selectie: Gemiddeld
- Hittebestendig: Mooi zo
- Treksterkte: Mooi zo
- Taaiheid: Mooi zo
- UV-weerstand: Gemiddeld
- Vochtbestendigheid: Mooi zo
- Kruipweerstand: Uitstekend
Wanneer moet u ABS 3D-printfilament gebruiken?
ABS heeft een goede treksterkte en taaiheid, waardoor het ideaal is voor functionele prints en zelfs voor sommige technische toepassingen. Het materiaal kan worden gebruikt in toepassingen met hoge temperaturen, zoals hot-endcomponenten voor 3D-printers en functionele prints voor auto-interieurs. Aan elk technisch scenario dat weerstand tegen hitte, impact en slijtage vereist, kan goedkoop worden voldaan met ABS.
5. ASA (Acrylonitril Styreen Acrylaat)
ASA is een gemodificeerde vorm van ABS die gemakkelijker te printen is en een verbeterde UV-bestendigheid heeft. Grote ASA-prints zijn gemakkelijker dankzij hun neiging om minder krom te trekken dan ABS. De meeste ASA-filamenten hebben ook de neiging om tijdens het printen minder VOS te ontgassen.
En dit alles wordt bereikt met behoud van de sterkte, taaiheid en temperatuurbestendigheid vergelijkbaar met ABS. We zien geen reden om voor ABS te kiezen als je de lichte premie van ASA-filamenten kunt betalen.
Eigenschappen van ASA-filament
- Afdrukbaarheid: Mooi zo
- Kleur selectie: Gemiddeld
- Hittebestendig: Mooi zo
- Treksterkte: Mooi zo
- Taaiheid: Mooi zo
- UV-weerstand: Uitstekend
- Vochtbestendigheid: Mooi zo
- Kruipweerstand: Uitstekend
Wanneer moet u ASA 3D-printfilament gebruiken?
ASA kan voor dezelfde toepassingen worden gebruikt als ABS, met als extra veelzijdigheid het behoud van duurzaamheid en kleurintegriteit ondanks zware blootstelling aan zonlicht.
6. PA (polyamide of nylon)
Polyamide, beter bekend als de merknaam Nylon, wordt aangetroffen in duurzame consumptiegoederen in de vorm van tandwielen, scharnieren en glijdende componenten - in principe in elke toepassing die extreme slijtvastheid, lage wrijving, uitstekende taaiheid en een zekere mate van temperatuur tolerantie. PA is onmisbaar in poedergesinterde 3D-printprocessen die worden gebruikt in commerciële SLS 3D-printers.
Nylon bestaat ook in de FDM 3D-printruimte in verschillende mengsels die verschillende compromissen bieden tussen hittebestendigheid, taaiheid, duurzaamheid en kruipweerstand. Dit laatste is belangrijk omdat het materiaal in zijn natuurlijke staat de neiging heeft tot warmtekruip. Daarom vereisen de meeste technische toepassingen PA gemengd met koolstof of glasvezel om de treksterkte, kruipweerstand en temperatuurtolerantie te verbeteren.
De hoge glasovergangstemperatuur van het materiaal en de aangeboren neiging tot kromtrekken maken het moeilijk om af te drukken op goedkope, niet-ingesloten printers. Bovendien vereist PA's chronische neiging om vocht op te nemen filamentdrogers die op betrouwbare wijze 80°C kamertemperatuur kunnen handhaven. Succesvol printen vereist zelfs dat het filament tijdens het printen door een droge doos wordt geleid. Het is een geweldig technisch filament dat een capabele printer en een ervaren operator vereist.
Eigenschappen PA-filament
- Afdrukbaarheid: Arm
- Kleur selectie: Arm
- Hittebestendig: Mooi zo
- Treksterkte: Mooi zo
- Taaiheid: Uitstekend
- UV-weerstand: Gemiddeld
- Vochtbestendigheid: Arm
- Kruipweerstand: Gemiddeld
Wanneer moet u PA 3D-printfilament gebruiken?
Functionele PA-prints werken goed als mechanische onderdelen, zoals tandwielen, scharnieren en hendels. Het materiaal is ook sterk genoeg om te worden gebruikt om op maat gemaakte gereedschappen en prototypes te vervaardigen die sterk in elkaar grijpende onderdelen vereisen die onderhevig zijn aan wrijving en schokken. Verschillende glasvezel- en koolstofvezelmengsels kunnen ook worden gebruikt om de stijfheid en flexibiliteit van het materiaal aan te passen aan verschillende technische eisen.
6. PC (polycarbonaat)
PC is een van de sterkste 3D-printfilamenten die toegankelijk zijn voor 3D-printers voor consumenten. Hoe sterk, vraag je? Welnu, het materiaal wordt gebruikt om alles te vervaardigen, van kogelvrij glas tot straaljagerluifels. De pc is bestand tegen temperaturen tot 110°C, waarbij sommige mengsels zelfs dat indrukwekkende cijfer overtreffen.
PC heeft het unieke onderscheid dat het een hoge treksterkte heeft en tegelijkertijd extreem slagvast is. Dit geeft het het onderscheid om uit te blinken in toepassingen waar zelfs nylon tekortschiet. Deze fysieke eigenschappen maken het echter een uitdaging om pc's af te drukken. Het is niet ongebruikelijk dat sommige PC-mengsels een spuitmondtemperatuur van 300 °C vereisen, terwijl het verwarmde bed boven de 100 °C wordt gehouden.
Het materiaal is ook gevoelig voor overmatige kromtrekking en hecht alleen goed op polycarbonaat oppervlakken of polyimide tape. Net als Nylon is PC echter verkrijgbaar in verschillende mengsels, waardoor het beter bedrukbaar is.
Eigenschappen pc-gloeidraad
- Afdrukbaarheid: Arm
- Kleur selectie: Arm
- Hittebestendig: Uitstekend
- Treksterkte: Uitstekend
- Taaiheid: Uitstekend
- UV-weerstand: Uitstekend
- Vochtbestendigheid: Arm
- Kruipweerstand: Uitstekend
Wanneer moet u PC 3D-printfilament gebruiken?
PC wordt gebruikt in verschillende industriële, automobiel- en elektrische toepassingen, vooral toepassingen die een hoge sterkte en temperatuurbestendigheid vereisen. De inherente optische helderheid van het materiaal maakt het ook ideaal voor transparante prints, zolang de wanddikte minimaal wordt gehouden.
Kies verstandig uw 3D-printfilament
Nu je een handig middel hebt om verschillende fysieke eigenschappen en prestatieparameters van consumentenkwaliteit te vergelijken filamenten, is het kiezen van de juiste een kwestie van evalueren welke parameters het meest geschikt zijn voor uw specifieke toepassingen.
Als 3D-printen nieuw voor je is, raden we je aan te beginnen met PLA en af te studeren naar PETG voordat je meer uitdagende materialen zoals ABS en Nylon gaat gebruiken.
