Cursus: hoe start je met 3D-printen?

Deze handleiding is een goede zet in de richting van wat een langdurige hobby kan worden.

Een FDM-printer aan het werk

Je kunt een 3D-printer zelf bouwen of een klant en klaar apparaat kopen. Voordat je kunt vaststellen welke 3D-printer geschikt is voor jou, is het belangrijk om na te gaan voor welke toepassing je deze wil gebruiken.

• Lees ook: de beste 3D-printers in 2021

Welke 3D-printer is geschikt voor mij?

Beginners kunnen doorgaans het beste voor een FDM-printer of MSLA-printer kiezen. Dit zijn twee verschillende technieken die erg van elkaar verschillen. Bij FDM (Fused Deposition Modeling) gebruik je een filament (plastic draad). Dit filament wordt gesmolten en komt door een nozzle op het printoppervlak en telkens op de vorige printlaag terecht. Zo tekent het apparaat als het ware lijn voor lijn en laag voor laag het object. Met FDM is 3D-printen voor de consument groot geworden. Met deze 3D-printtechniek kun je met meerdere materialen en/of kleuren tegelijk printen. Bij deze toepassing zijn de printlijnen over het algemeen zichtbaar, maar het is mogelijk om grote objecten te printen.

Bij MSLA gebruik je een lichtgevoelige vloeibare hars die met UV-licht wordt uitgehard. De vloeibare hars ligt in een soort bad met transparante bodem. Een printplatform zakt tot vlak boven de bodem in de hars. Vervolgens wordt de hars tussen het platform en de bodem belicht met uv-licht, waardoor de hars en dus de printlaag uithardt en hecht aan het platform of de vorige laag. Het printobject wordt op zijn kop opgebouwd. Het hangt dus aan het printplatform vast. Bij MSLA zijn de printlijnen minder goed zichtbaar dan bij FDM-prints, hoewel je gebonden bent aan kleinere printobjecten is de precisie over het algemeen hoger. Je kunt dus kleinere details printen. De duur van je print is afhankelijk van het aantal lagen wat je print en niet van het aantal objecten dat op je platform staat. De lengte van een print verschilt dus niet wanneer je één object print of twintig van diezelfde objecten op één platform print.

Welke van de twee methoden je kiest is afhankelijk van de objecten die je doorgaans wil printen. Voor een bloempot is een FDM-printer vanwege het formaat het meest geschikt. Er zijn bovendien geen enorm hoge eisen aan de resolutie bij dit object. Wil je miniatuurtjes voor bordspellen of diorama’s printen, dan is MSLA een geschiktere toepassing, omdat deze veel meer details in prints weergeeft. Bovendien kun je met MSLA eenvoudiger transparante objecten printen.

Materiaal fdm-printer

Er zijn verschillende soorten filament ter beschikking voor FDM-printers. Je materiaalkeuze is afhankelijk van de toepassing van je te printen object. Ieder materiaaltype heeft zijn eigen eigenschappen en uitdagingen voor de printbaarheid. Niet alle FDM-printers kunnen alle materialen printen. Je dient daarom na te gaan of je een heated bed nodig hebt, welke temperatuur je nozzle aankan en of je een flexibel filament wil gebruiken.

De meest gebruikte filamentsoorten voor FDM-printers zijn PLA, ABS en PETG. Ook is het mogelijk om een flexibel filament te gebruiken, zoals TPE.

PLA is een biokunststof. Het is het perfecte startmateriaal voor beginners. Het kan op vrijwel iedere FDM-printer geprint worden, het hecht goed op het printoppervlak en vorige lagen. Het is daarnaast niet erg warp-gevoelig, wat inhoudt dat het niet snel kromtrekt.

ABS is wel warp-gevoelig en is daardoor enkel te verwerken op FDM-printers met een heated bed (een verwarmd printoppervlak). Het materiaal wordt ook veel toegepast in consumentenproducten die niet door 3D-printers gemaakt zijn. Zowat alles wat in je huis van kunststof is, is van ABS gemaakt. Het heeft als kenmerk dat het sterker is dan PLA. Het heeft bij verwerking een sterkere geur. Bij het smelten van kunststoffen is het altijd raadzaam om in een goed geventileerde ruimte te werken. Dit geldt vóóral voor printen met ABS.

PETG is een voedselveilige kunststof. Het is van dezelfde materiaalfamilie als de PET-flessen water en frisdrank. Het materiaal is zeer sterk, het is relatief makkelijk printbaar. Het is het meest geschikte materiaal om ‘transparante’ prints mee te maken. Het zal nooit een glashelder eindproduct opleveren. Om PETG te printen heb je een hogere nozzle-temperatuur nodig.

TPE is een zeer flexibel en slijtvast. Door de flexibiliteit brengt dit materiaal uitdagingen met zich mee. TPE kan niet op elke FDM-printer geprint worden. Omdat het materiaal zichzelf snel opvouwt vanwege de flexibele aard, moet je erop letten dat je printer daar geschikt voor is.

Materiaal MSLA-printer

Vergeet wat je net gelezen hebt over filament, een MSLA-printer maakt gebruik van vloeibare hars, ook wel resin genoemd. Het gaat bij deze specifieke printmethode om UV LCD-hars. Het is belangrijk om te weten dat dit materiaal niet echt gezond is, waardoor je van tevoren goed de veiligheidsinstructies moet lezen en deze ook moet naleven. Denk hierbij aan het dragen van handschoenen, draag indien de fabrikant dit aanraadt een gezichtsmasker en werk in een goed geventileerde ruimte.

Iedere hars is anders en heeft dan ook een andere belichtingstijd nodig om te printen. Je dient zelf te spelen met de belichtingstijd bij verschillende laagdiktes. Mocht je er niet uitkomen, kun je de ervaringen van andere gebruikers Googlen door te zoeken op jouw printermodel en de woorden ‘Resin Database’.

Het is ook belangrijk om na te gaan welke materiaaleigenschappen geschikt zijn voor jouw gewenste print. UV-resin is namelijk beschikbaar in verschillende flexibiliteiten en hardheden. Afhankelijk van de soort resin dat je koopt, was je de voltooide prints met isopropyl alcohol, ethanol of water. Reinigen met water is het makkelijkst, je hoeft dan geen chemicaliën te gebruiken. De eigenschappen van de met water te reinigen hars zijn echter niet altijd voor jouw specifieke toepassing geschikt.

Buiten de ‘standaard’ harsen, zijn er ook harsen voor ander soort toepassingen beschikbaar. Zo zijn er harsen om via de lost wax-methode sieraden te maken. Je gebruikt hiervoor castable resins. Hierbij omgiet je een gemaakte print met gips, waarna je de castable resin (de print) in een oven wegbrandt. Vervolgens vul je de overgebleven holte met gesmolten metaal. Je print blijft dan in metaalvorm over. Daarnaast zijn er gevulde harsen beschikbaar om bijvoorbeeld keramische producten te fabriceren.

Er zijn verschillende kleuren hars beschikbaar, maar mocht de kleur naar wens er niet tussen zitten, kun je een witte of transparante hars nemen en deze kleuren met alcoholinkt. Als je helemaal gek wil doen, kun je zelfs experimenteren met het toevoegen van glitters aan de hars.

Locatie 3D-printer

Houd er rekening mee dat 3D-printers over het algemeen niet stil zijn. Ze maken wel wat lawaai, vanwege de motoren en mechanica in het apparaat. Al valt het op dat 3D-printers steeds stiller worden. Omdat het maken van een print redelijk wat uurtjes of zelfs dagen in beslag kan nemen, is het niet raadzaam om het apparaat op je slaapkamer neer te zetten. Bovendien moet je bij een FDM-printer letten op tocht. Bij een MSLA-printer is het van belang dat de 3D-printer niet in de zon staat en dat je op een constante kamertemperatuur werkt.

3D-modellen uitzoeken

Misschien kun je zelf aardig 3D-tekenen en creëer je op die manier zelf je files om te printen. Is dit niet het geval, wees dan niet getreurd: er zijn voldoende sites die je kunnen helpen aan objecten om te printen. Veel objecten zijn gratis, maar er worden ook betaalde files aangeboden. Deze bestanden kun je vinden onder meer vinden op Thingiverse, Pinshape, MyMiniFactory en Cults 3D. Lang niet alle modellen die je tegenkomt zijn printbaar voor jouw printtechniek. De vorm van een print moet wel op te bouwen zijn en het is mogelijk dat er extra ondersteuning nodig is, die je achteraf dient te verwijderen. Het is natuurlijk ook belangrijk om rekening te houden met het printvolume van je printer, al kun je grote objecten ook opdelen en later samenvoegen.

Kies slicer software

Om een 3D-print te kunnen starten, heb je een softwareprogramma nodig. Deze zogenoemde slicer software zet Gcode- bestanden om naar STL-bestanden, die jouw printer kan uitvoeren. Het is aan te raden om een slicer te gebruiken die bij jouw printer hoort. Het voordeel hiervan is dat de printinstellingen dan al goed staan voor jouw 3D-printer. Veel printerfabrikanten hebben een eigen slicer ontwikkeld of verwijzen je naar een bepaalde slicer. Als je een 3D-printer van Prusa hebt, wil je over het algemeen de PrusaSlicer (voorheen Slic3r) gebruiken, voor Ultimakers geldt dat je het beste Cura kunt gebruiken.

Printen maar

Met een handleiding voor het starten van een 3D-print kunnen we een heel Clickx-magazine vullen. Zelfs dan zijn er dingen die we niet behandeld hebben. Afhankelijk van welke 3D-printer je koopt is enige assemblage van de machine benodigd. Er is altijd wel een handleiding beschikbaar, al dan niet op internet. Daarnaast zijn er voldoende video’s en fora waarin mede 3D-print-fanaten hun ervaringen en adviezen delen. Verwacht niet dat je eerste print gelijk van topkwaliteit is. Waarschijnlijk moet je het proces een paar keer herhalen voordat je het onder de knie krijgt.

Adviezen die we wel mee kunnen geven zijn als volgt: zorg ervoor dat je printoppervlak altijd goed schoon is. Vette vingers en stof kunnen ervoor zorgen dat de hechting van je printoppervlak sterk vermindert. Maak gebruik van de functionaliteiten van je printer. Als je printer beschikt over automatische bed leveling (printoppervlak kalibreren) is het sterk aan te raden om dit voor iedere print te gebruiken. Het is aan te raden om zelf een aantal kalibratieprints te draaien. Deze zijn ontworpen om je een beeld te geven van hoe de prestaties en instellingen van jouw printer op dit moment zijn. Een voorbeeld hiervan is 3DBenchy. Door hiervan gebruik te maken, kun je doelgericht je printinstellingen verbeteren.

Eindbewerking

FDM-prints zijn in principe direct na het printen klaar en hebben geen eindbewerking nodig. Dit geldt tenzij je gebruik hebt gemaakt van ondersteuningsstructuren. Deze zijn vaak eenvoudig te verwijderen, met de hand of met een mesje. Afhankelijk van je printafstellingen zie je de locatie van je ondersteuning naderhand nog met het blote oog. Indien gewenst is het mogelijk om je FDM-print te verven.

Bij MSLA is het noodzakelijk om je prints rechtstreeks uit de printer te reinigen en te ontdoen van onuitgeharde hars. Ook bij MSLA is het nodig om de printondersteuning nadien te verwijderen. Omdat het hierbij doorgaans om kleinere objecten gaat, is het aan te raden om hiervoor een nauwkeurig tangetje of pincet te gebruiken. Daarna is het nodig om het gereinigde product nogmaals bloot te stellen aan UV-licht, om het hardingsproces te voltooien. Dit kan gedaan worden door een zogenoemde UV-oven of post-curing chamber, al is het ook mogelijk om je object simpelweg in de zon te leggen. Veel MSLA-printerfabrikanten bieden naast hun printer ook een reinigings- en post-curing stations aan.