Ik ben verdwaald in het bos – Geef me meer informatie over 3D-printers.

Ik ben verdwaald in het bos – Geef me meer informatie over 3D-printers.

Over het algemeen verwijzen we naar de volgende 2 opties als we het hebben over 3D-printen:

FDM – Fused Deposition Modeling.

Dit is het meest voorkomende printen op consumentenniveau, vooral waar we aan denken als we het hebben over een 3D-printer, het meest toegankelijk en goedkoopste, met de meeste beschikbare informatie. Deze printmethode is wanneer een thermoplastisch filament wordt geëxtrudeerd door een verwarmd mondstuk, waarbij het model wordt opgebouwd door de kunststof laag voor laag op een bouwplatform aan te brengen.

Stereolithografie (SLA/DLP-hars).

Hoewel dit het oudste type 3D-printen is, is het rommeliger, stinkend en duurder dan FDM. Het voordeel is dat de nauwkeurigheid en resolutie over het algemeen hoger zijn, waardoor u afdrukken met meer detail kunt maken.

Er zijn echter nogal wat andere opties, hoewel de meeste erg duur zijn en meer geschikt zijn voor professionele productie of grootschalige prototyping.

• Selectief lasersinteren (SLS)

• Multi Jet Fusion (MJF)

• PolyJet.

• Directe metaallaser-sintering (DMLS)

• Elektronenbundelsmelten (EBM)

Maar onze focus ligt hier alleen op FDM. Dit artikel is volledig gebaseerd op Cartesiaanse machines (vierkantbedprinters) – er is een Delta-alternatief, maar de werking van een deltaprinter is heel anders dan die van de vierkantbedprinters.

FDM-machines zijn relatief goedkoop en de mechanische onderdelen van deze machines zijn niet ingewikkeld, waardoor het voor de meeste hobbyisten erg gemakkelijk is om ze te onderhouden en in sommige gevallen te upgraden en te repareren. De machines hebben allemaal dezelfde basisstructuur, al kunnen er verschillen zijn in ontwerp en uitvoering.

Al deze machines hebben een extruder die filament door een verwarmde nozzle duwt en door deze nozzle over een bouwplaat te bewegen kun je laag voor laag een model bouwen. Meestal heeft het mondstuk een opening van 0,4 mm en zijn de lagen ergens tussen 0,1 mm en 0,3 mm hoog. De keuze van de laaghoogte wordt bepaald door hoe gedetailleerd de print moet zijn. De laaghoogte is ook een grote factor in hoelang het duurt om de afdruk te voltooien.

Nozzles zijn er in verschillende maten – je kunt ze krijgen van 0,1 mm tot 1 mm of zelfs 2 mm. Deze mondstukken met grote opening hebben echter een enorme hoeveelheid warmte nodig om ze de moeite waard te maken. Grote spuitmond betekent sneller afdrukken vanwege grotere laaghoogtes en -breedtes, hoewel de meeste machines een upgrade in de verwarmingspatroon nodig hebben om deze zonder problemen te laten werken.

Het andere grote verschil zit in de manier waarop de extruder samenwerkt met de hot-end en het mondstuk.

De opties zijn Bowden-extruders en Direct Drive-extruders. Elk van deze heeft zijn voor- en nadelen en ik denk niet dat enige definitief als de “betere optie” kan worden bestempeld.

Directe aandrijvingsextruder

In deze opstelling heb je een extruder die tegen het hot end is gemonteerd. De hele structuur (stepper, extruder en hot-end) beweegt samen tijdens het printen en het filament wordt rechtstreeks in het heat-break/heater-blok en mondstuk gedreven. Voordelen zijn de mogelijkheid om zachtere filamenten zoals TPU en TPE te printen.

Voorbeelden van machines die deze opstelling gebruiken zijn FlashForge Creator PRO en Creator 3, Finder, Inventor II, de SnapMaker-machines, Wanhao Duplicators en vele anderen.

Bowden-extruder

Bij deze opstelling heb je de extruder aan de zijkant van de behuizing (of op de X-Gantry) gemonteerd en heb je een Bowden Tube (PTFE tube) die de extruder verbindt met de hot-end. Bowden-extruders geven je een kleinere en dus lichtere hot-end, waardoor je sneller kunt printen omdat je veel minder gewicht hebt om te accelereren en te remmen aan de hot-end. De meeste van de kleinere machines hebben dit soort extruder, bijvoorbeeld de FlashForge Adventurer 3, Creality CR-serie enz …

Het volgende belangrijke onderdeel (misschien wel het belangrijkste) is de bouwplaat, ook wel het printbed genoemd. Er zijn hier veel opties, maar over het algemeen verdeeld in twee categorieën: verwarmd en niet-verwarmd.

Als je een machine op instapniveau hebt (zoals de FlashForge Finder) met een onverwarmd bed, ben je in principe beperkt tot PLA. Hoewel ik succesvolle afdrukken heb gehad met PETG op onverwarmde maskeertape als ondergrond, is dit over het algemeen niet de juiste manier. Je zou veel betere resultaten krijgen als je je aan PLA op een onverwarmd bed houdt. Er zijn veel verschillende opties om de hechting tussen PLA en het printbed te bevorderen. Haarlak, lijmstift of een speciaal gemaakte bedspray zoals 3DLac kunnen allemaal worden gebruikt om een ​​goed resultaat te garanderen. Consistente resultaten met deze hulpmiddelen zullen binnenkort in een ander artikel worden besproken.

Het hebben van een verwarmd bed biedt een hele nieuwe wereld aan mogelijkheden op het gebied van filament. PLA op laag tot middelhoog temperatuur, PETG op middelhoog en ABS op middelhoog tot hoog temperatuur – maar nu komen we andere problemen tegen waarbij we naar het volgende noodzakelijke onderdeel van de machine moeten kijken…

Behuizing. PLA is erg vergevingsgezind, maar als je een consistent resultaat wilt met ABS (en een paar andere), moet je printen op een dichte machine. Machines met een open frame zoals de ultrapopulaire Ender 5 zullen moeite hebben om een ​​goed resultaat te behalen met ABS. ABS is erg gevoelig voor het loslaten van lagen, niet alleen tussen het model en de bouwplaat, maar ook tussen de lagen. Als het geprinte filament te veel afkoelt door tocht, heb je gegarandeerd een laagprobleem waarbij je je print kunt annuleren en opnieuw kunt beginnen. Kijk uit voor een aankomend artikel genaamd “Dit is zo goed als mogelijk”.

Een tweede snel bezoek aan de bouwplaat…. Verwarmd of niet, je hebt veel opties voor je bouwplaat. Glas, flexibele staalplaat (magnetisch of niet) of een verscheidenheid aan verschillende stickers die je op je staal of glas kunt toevoegen. De meeste van deze stickers hebben hun sterke eigenschappen, sommige met zeer gewaagde beweringen over die magische kruising tussen hechting en gemakkelijke verwijdering, maar net als veel andere dingen is er een sterke persoonlijke voorkeur en na uitgebreid testen komen de meeste mensen tot hun eigen “beste optie” die ze fel zullen verdedigen.

Ten slotte is het duidelijk dat er veel dingen zijn om in gedachten te houden wanneer u overweegt uw eerste/volgende/nieuwe 3D-printer te kopen. En het hangt allemaal af van wie je het vraagt. Sommigen zullen zweren bij het ene type of machine, terwijl de volgende persoon die optie absoluut zal verachten. Lees veel, YouTube is je vriend, en kijk, luister en onderzoek.

Meer komende artikelen over al deze punten.

I’m lost in the woods – Give me more information about 3D printers.

In general, when talking about 3D Printing, we refer to the following 2 options:

FDM – Fused Deposition Modeling.

This is the most common printing on a consumer level, mostly what we think of when we talk about a 3D Printer, most accessible and cheapest, with the most information available.  This method of printing is when a thermoplastic filament is extruded through a heated nozzle, building the model by applying the plastics layer by layer onto a build platform.

Stereolithography (SLA/DLP Resin).

Though this is the older type of 3D-printing, it’s more messy, smelly, and expensive than FDM.  The upside is that its accuracy and resolution is generally higher, giving you the ability to make prints with more detail.

However, there are quite a few other options, though most of these are very expensive and more suited for professional manufacturing or large-scale prototyping.

• Selective Laser Sintering (SLS)
• Multi Jet Fusion (MJF)
• PolyJet.
• Direct Metal Laser Sintering (DMLS)
• Electron Beam Melting (EBM)

But our focus here will be primarily on FDM.  This article will be based totally on Cartesian Machines (square bed printers) – there is a Delta alternative, but the workings of a delta printer is quite different from the square bed printers.

FDM machines are relatively cheap, and the mechanical parts of these machines are not complex making it very easy for most hobbyists to maintain and in some cases upgrade and repair.  The machines all have the same basic structure, though there could be some differences in design and execution.

All these machines have an extruder that pushes filament through a heated nozzle and by moving this nozzle across a build plate you can build a model layer by layer.  Most commonly the nozzle will have a 0.4mm opening and the layers will be somewhere between 0,1mm and 0,3mm in height.  The choice of layer height will be determined by how detailed the print needs to be. The layer height is also a large factor in how long it takes to complete the print.

Nozzles do come in varying sizes – you can get them from 0.1mm all the way to 1mm, or even 2mm.  However, these large orifice nozzles require an immense amount of heat to make them worth your while.  Large nozzle means faster printing due to larger layer heights and widths, though most machines will need an upgrade in the heater cartridge to make it work without issues.

The other large difference is in the way the extruder interacts with the hot-end and nozzle. 

The options are Bowden-extruder and Direct Drive extruders.  Each of these have their pros and cons and I don’t think any one can be definitively labeled as the “better option”.

Direct Drive Extruder

In this setup you have an extruder that’s mounted up against the hot end. The whole structure (stepper, extruder and hot-end) moves together while printing and the filament is fed/driven directly into the heat-break/heater block and nozzle.  Advantages are the ability to print softer filaments like TPU and TPE.

Examples of machines that use this setup are FlashForge Creator PRO, and Creator 3, Finder, Inventor II, the SnapMaker machines, Wanhao Duplicators, and many others.

Bowden Extruder

With this setup you have the extruder mounted on the side of the housing (or on the X-Gantry) and you have a Bowden Tube (PTFE tube) connecting the extruder to the hot-end.  Bowden extruders give you a smaller and therefore lighter hot-end, enabling faster printing because you have much less weight to accelerate and brake on the hot-end.  Most of your smaller machines will have this kind of extruder for example the FlashForge Adventurer 3, Creality CR-series etc…

The next important bit (arguably the most important) is the build plate, often referred to as the print bed.  There are many options here, but generally divided into two categories – Heated and non-heated.

When you have an entry-level machine (like the FlashForge Finder) with an unheated bed, you’re basically limited to PLA.  Although I’ve had successful prints with PETG on unheated masking tape as substrate this is not generally the way to go.  You’d get much better results if you stick to PLA on an unheated bed.  There are many different options to aid adhesion between PLA and the print-bed.  Hair spray, glue stick or a purpose made bed spray like 3DLac can all be used to guarantee good results. Consistent results with these aids will be discussed in another article coming soon.

Having a heated bed enables a whole new world of possibilities as far as filament goes.  PLA on low to medium heat, PETG on medium, and ABS on medium to high heat – however now we run into other issues where we need to look at the following necessary piece of the machine….

Enclosure.  PLA is very forgiving, but if you want any sort of consistent result with ABS (and a few others) you need to print on a machine that’s enclosed.  Open frame machines like the ultra-popular Ender 5 will struggle to get any good result with ABS.  ABS is very susceptible to layer lifting, not only between the model and the build plate, but also inter-layer.  If the printed filament cools down too much due to a draught, you’re guaranteed a layer issue where you can cancel your print and start over.  Look out for an upcoming article called “This is as good as it gets”.

A second quick visit to the build plate…. Heated or not, you have many options for your build plate.  Glass, flexible steel plate (magnetic or not) or a variety of different stickers you can add to your steel, or glass.  Most of these stickers have their strong suit, some with very bold claims regarding that magic crossover between adhesion and ease of removal, but just like many other things there’s a strong personal preference and after extensive testing most people come to their own “best option” that they will vehemently defend.

Lastly, it’s clear that there are many things to keep in mind when thinking about buying your first/next/new 3D printer.  And it all depends on who you ask.  Some will swear by one type or machine, while the next person will absolutely despise that option.  Read a lot, YouTube is your friend, and look listen and investigate.

More upcoming articles on all these points.