En sterk in combinatie met 3D printen betekent zeker niet dat een object massief geprint moet worden. Sterker nog, vaak zorgt een interne structuur voor een krachtiger model. Bovendien brengt massief 3D printen risico's met zich mee. Zo is er een grotere kans op het ontstaan van spanning in een model.
PETG- en ABS filament zijn de sterkste filamenten.
Met een treksterkte van 7.000 PSI is nylon een ander sterk 3D-printmateriaal. Een nylon haak kan slechts 485 pond dragen, maar nylon is gemakkelijker om mee te printen dan polycarbonaat. Om de beste resultaten te behalen, moet u ervoor zorgen dat uw filament droog is en printen bij een temperatuur tussen 220°C en 270°C.
PLA is sterk en hard materiaal dat zich niet zomaar uit zijn verband laat trekken: het kan grote krachten weerstaan. Echter, bij een harde klap of een val is het net glas en zal het breken. PLA is daarom vooral geschikt voor zichtmodellen en niet om industrieel in te zetten.
Bij 3D objecten waar een grote mate van nauwkeurigheid vereist is, is het verstandig om de printsnelheid te verlagen naar maximaal 40 mm/s. Over het algemeen geldt: des te lager de printsnelheid, des te nauwkeuriger de print. Houd er wel rekening mee dat de totale printtijd hiermee aanzienlijk verlengd wordt.
In het kort. Voor 3D-printen worden vooral plastic materialen gebruikt. Tijdens en na het printen word je blootgesteld aan chemische stoffen. Deze stoffen kunnen voor irritatie aan de ogen en luchtwegen zorgen.
De typische bouwgrootte van een metaal 3D-printsysteem is 250 x 150 x 150 mm, maar er zijn ook grotere machines beschikbaar (tot 500 x 280 x 360 mm). De dimensionale nauwkeurigheid die een metaal 3D-printer kan bereiken, is ongeveer ± 0,1 mm .
Over het algemeen zijn plastic materialen die worden gebruikt bij 3D-printen niet zo sterk als metalen en keramiek, maar ze zijn sterk genoeg voor verschillende toepassingen. Over het algemeen wordt polycarbonaat over het algemeen beschouwd als het sterkste 3D-geprinte filament , maar er zijn verschillende methoden waarmee de sterkte van het product wordt vastgesteld.
Airwolf 3D heeft meerdere experimenten gedaan. Het resultaat van het onderzoek was dat polycarbonaat qua sterkte de koning van de filamenten is. Het bedrijf printte een haak van polycarbonaat, waar ze maar liefst 685 pond aan konden hangen. Bovendien bleek dat de treksterkte van het materiaal maar liefst 9800 PSI is.
De huidige PLA-plastic, een variant van bioplastic gemaakt van polymelkzuur uit maïs, lost op bij temperaturen van 60 graden of hoger. Bovendien kan het soms wel maanden duren.
ABS is iets duurzamer, is ongeveer 25% lichter en heeft vier keer hogere slagvastheid . ABS vereist meer inspanning om te printen dan PLA omdat het hittebestendiger is en vatbaarder voor kromtrekken. Dit vereist een verwarmd bed en een extruder die 40-50 graden Celsius heter is.
Nylon is ook een van de populairste 3D-printmaterialen voor de productie van sterke, functionele onderdelen, waaronder functionele prototypes en eindgebruiksonderdelen voor elektronica, auto's, lucht- en ruimtevaart, medische apparatuur, consumptiegoederen en meer.
Sterkte. Het is het beste om de sterkte van een materiaal te beoordelen in termen van treksterkte. Het definieert de maximale belasting die een materiaal kan dragen voordat het uit elkaar valt of onomkeerbaar vervormt. Op basis van deze metriek alleen, heeft PETG een klein voordeel bij 50 MPa ten opzichte van Nylon , variërend van 40 tot 45 MPa.
Over het algemeen zijn technische thermoplastische materialen, zoals ABS, PETG, en Nylon, sterker dan PLA.
Bijna alles wat je wilt, PLA is vrij resistent tegen petrochemicaliën, vetten en oplosmiddelen die worden gebruikt om ze te vervoeren.
Een van de belangrijkste verschillen tussen PLA en ABS-filament is hun sterkte en flexibiliteit. ABS is over het algemeen sterker en taai, waardoor het geschikt is voor toepassingen waar duurzaamheid en slagvastheid vereist zijn. PLA is iets minder sterk, maar het is flexibeler en zal minder snel breken bij buigen.
Polycarbonaat (PC) levert een hoge treksterkte samen met een hoge impact- en hittebestendigheid. Het wordt algemeen gezien als een van de sterkste 3D-printfilamenten.
Dit betekent dat je theoretisch gezien ongeveer 166 van deze balken kunt printen met 1 kg PLA-filament.
Door de infill-dichtheid van een 3D-print te verhogen, kan deze in elke richting worden versterkt. Functionele 3D-geprinte onderdelen zoals beugels die lasten of krachten moeten weerstaan, worden het beste geprint met een hoger infill-percentage. Het ideale percentage voor de meeste functionele onderdelen is 50% tot 70%.
Harsen van industriële kwaliteit kunnen een treksterkte hebben van wel 8.000 psi, waardoor ze extreem duurzaam zijn. Echter, vaker gebruikte harsen, zoals Anycubic 3D Printer Resin, hebben een treksterkte van slechts 3.300 psi. Hars 3D-prints hebben enkele sterktevoordelen ten opzichte van filamentprints.
Uiteindelijk was PLA het sterkst , gevolgd door Multiplex, en het simpele spaanplaat was het zwakst. Ook was de spreiding van de resultaten over het algemeen iets hoger op het hout of de houtgebaseerde materialen vanwege de natuurlijke variatie van de materialen.
Spuitgegoten onderdelen zijn doorgaans sterker dan 3D-geprinte componenten . Dat komt vooral doordat spuitgegoten onderdelen uit één laag materiaal bestaan. Bij 3D-printen worden onderdelen daarentegen laag voor laag geproduceerd.
De nauwkeurigheid van een professionele resin 3D-printer is ongeveer ±0,01 mm. Selectief lasersinteren, waarbij een laser wordt gebruikt om poederdeeltjes te sinteren, meestal nylonpoeder. De nauwkeurigheid is ongeveer ±0,3 mm.
De vereiste tolerantie voor 3D-geprinte onderdelen om in elkaar te passen, varieert op basis van de gewenste pasvorm. Voor een strakke pasvorm, streef naar een speling van 0,005 inch (of 0,127 mm).Voor een standaard pasvorm is dit doorgaans ongeveer 0,010 inch (of 0,254 mm) en voor een losse pasvorm moet dit ongeveer 0,020 inch (of 0,508 mm) zijn .
Metaal 3D-printen is niet de meest kosteneffectieve productiemethode voor alle volumes -- bij hoge volumes zijn de meeste andere productieprocessen aanzienlijk betaalbaarder. Voor een aanzienlijk deel van de productie van lage tot middelgrote volumes kan metaal 3D-printen echter de meest betaalbare manier zijn om onderdelen te maken .