..3D-PRINT
LES 1
Lesdoelen
- Je begrijpt wat 3D-printen is.
- Je kan uitleggen welke stappen je moet doorlopen om tot een goede 3D-print te komen.
- Je kan omschrijven welke objecten je kan maken met een 3D-printer.
- Je kent toepassingen in 3D en kan de positieve en negatieve elementen identificeren
Sleutelwoorden
Fused Deposition Modeling (FDM) Selective Laser Sintering (SLS)
Fusion360, Blender, TinkerCad Stereolithography (SLA)
Hackerspace Thingiverse
MakerBot Thermoplasticiteit
PrintrBot Ultimaker
1. wat is 3D-printen?
- 2D printer: 2 dimensies: lengte & breedte (x,y)
- 3D printer: 3 dimensies: lengte, breedte, diepte (x,y,z)
=> prints die vasthoudbaar zijn
=> maakt fysieke ontwerpen uit digitaal 3D model
=> kan bna elke vorm aannemen, afhankelijk vd grootte vd printer
=> mogelijk: meerdere prints samenvoegen tot geheel
- Additive manufacturing = telkens opnieuw extra laag materiaal w toegevoegd in hoogte
= algemene term
1.1 geschiedenis v 3D print
- laatste jaren: meer 3D printen in dagelijks leven
- begin ’80: uitvinding eerste 3D printer door Charles Hull
- SINDSDIEN: - nieuwe technologieën
- nieuwe machines
- nieuwe printonderdelen
- vooral nieuwe materialen
- potentieel vr gebruiken v 3D printers neem toe
- printers w steeds goedkoper
- commerciële 3D print services w beter toegankelijk
- aantal materialen neemt toe
- meer (creatief) gebruik in industrie
- 3D printers 1st gebruikt: gespecialiseerde context & te duur in aankoop vr kleine bedrijven & thuis
- 2009: aantal patenten vervielen vr grote printers => sector vr kleinere gebruikers steeg
=> prijs nam af & toegankelijkheid nam toe
=> meer particulieren, scholen & kleine bedrijven: toegang tot printer
- toenemend aantal gebruikers: 3D- printen kreeg meer naambekendheid & vaker te zien in bv: tv-
programma’s, films, videogames...
- potentieel: meer achter schermen: naarmate technologieën en kennis toeneemt, zullen
- medische, dentale, kunst en ruimtevaartindustrie meer gebruik maken v 3D
,1.2 verschillende printmethodes
- 10-tallen versch printmethodes binnen additive manufacturing:
A. Fused Deposition Modeling (FDM)
- printer verwarmt thermoplastische filament = plastic dat meerdere keren kan “geplooid” w in gesmolten
versie & opnieuw stolt wnr temp daalt
- deze thermoplastische materialen w verwarmd tot gewenste (smelt)temp
- w laag per laag op printplaat toegevoegd
(FFF = fused filament fabrication, w vaker gebruikt als term vr deze methode)
1. Het printbed: dit is de plaats waar de 3D-print gevormd zal worden. Het kan gemaakt zijn van plastic, metaal
of glas, afhankelijk van de nodige eigenschappen bij het printen.
2. Maximale afmetingen: het spreekt voor zich dat er enkel kan
geprint worden volgens de dimensies van de printer. Je print zal
beperkt zijn tot deze maximale afmetingen, tenzij je later
verschillende onderdelen bij elkaar brengt.
3. Cold end: het deel van de extruder waar het filament van de spoel
getrokken wordt en in de printkop gebracht wordt.
4. Ventilator: een of meerdere ventilators helpen de motor, printkop
en pas geprint materiaal afkoelen.
5. Extruder/printkop: bestaat uit een cold end en hot end. Dit
gemotoriseerd onderdeel trekt het filament door het koude gedeelte
en smelt het filament alvorens het uit de printkop komt.
6. Filamentspoel: meestal wordt er een houder voor filamentspoelen
voorzien aan de 3D-printer. Soms vind je dit ook op een houder naast
de printer terug.
7. Hot end: het deel van de extruder waarin het filament tot de
gewenste temperatuur verwarmd en gesmolten wordt.
8. Lineaire rails: helpen de printkop en/of het printbed vlot te bewegen tijdens het printen.
9. Nozzle: een klein metalen elementje waar verwarmd plastic doorgestuurd wordt naar de
printplaat. Verschillende openingen worden gebruikt naargelang de print.
10. Local controller: een “computertje” dat je in staat stelt om je print bij te sturen, opdrachten te geven
zonder een computer nodig te hebben.
B. Stereolithografie Apparatus (SLA)
- oudste techniek
- gebruikt fotopolymerisatie => met laser laag per laag “getekend” op vloeibaar hars
- door aanraking met Uv-licht: hars wordt hard
=> gladde & gedetailleerde print (moeilijk met scherpe hoeken)
,C. Digital light processing (DLP)
- fotopolymerisatietechniek, snelle variant v SLA
- beamer-projector & reflecteert licht met matrix aan kleine spiegels
- door matrix: printlaag in 1 beweging geprojecteerd & uitgehard w
- resolutie = afhankelijk v aantal gebruikte spiegels
- nog in ontwikkeling, MAAR zou tijdswinst kunnen geven
D. Powder bed fusion (PBF) / Selective laser sintering (SLS)
- smelt poeder (plastic/metaal) samen => kleine deeltjes
- kan met verwarmde printkop, laser, elektronenstraal
- telkens dunne laag materiaal uitgespreid tot volledig
object, laag per laag
- nabewerking: geprinte object = in resterende materiaal
(niet uitgehard) => moet weggeblazen w = veel duurder
- eindproducten zijn erg sterk (wisselstukken machines/ vliegtuigen)
- “sinter” = proces waar temperatuur/ druk ervoor zorgen
dat materiaal w gesmolten aan elkaar, zonder bevochtiging
1.3 van ontwerp tot print
A. creëer een 3D model
- bepaald formaat: STL, 3Mf, AMF, OBJ, STL.
- STL. Bestanden: meest gebruikt & omvangt 3D modeling, slicing informatie
Hoe bestand verkrijgen?
1. download uit databases
=> online: databases waar je ontwerpen kan downloaden
=> bekendste: thingiverse (details, advies, thing files en reacties nakijken voor iets te printen)
2. gebruik een (eigen) model uit software
=> 3D modellen: gemaakt in software vr 3D animatie, kunst, game-ontwikkeling,..
=> sla dan op als STL. bestand
3. gebruik 3D-scanning
=> 3D scanners kunnen volledige opp en zijdes ve object scannen om 3D model te creëeren
=> digitale camerabeelden (2D): samengesteld & gerenderd w tot object in 3 dimensies met
computersoftware = fotogrammetrie
4. parametrische mathematische modellen
=> wiskundige vergelijkingen om 3D modellen te genereren
=> parametrische modellen: wiskundige stelling die punten ve object in 3D ruimte voorstellen
B. slicen
- model in stl. Bestand =/= klaar om te printen
- 3D printer heeft nood aan commando’s die laag per laag aangeven waar het filament geplaatst moet worden
(of hars uitgehard moet w)
- = programmeercode voor printers
- g: w vaak gebruikt => gcode = naam geslicete bestanden
- sliceprogramma’s: Prusaslicer, Ultimaker Cura
=> gemaakt door Ultimaker, biedt slice mogelijkheden voor eigen printers
& ook andere merken => universeel gebruik
, - kan veel aanpassingen maken:
Brim support raft
Skirt
infill overhang & bridging
C.
printen
Fouten die zouden kunnen optreden:
Schema:
LES 1
Lesdoelen
- Je begrijpt wat 3D-printen is.
- Je kan uitleggen welke stappen je moet doorlopen om tot een goede 3D-print te komen.
- Je kan omschrijven welke objecten je kan maken met een 3D-printer.
- Je kent toepassingen in 3D en kan de positieve en negatieve elementen identificeren
Sleutelwoorden
Fused Deposition Modeling (FDM) Selective Laser Sintering (SLS)
Fusion360, Blender, TinkerCad Stereolithography (SLA)
Hackerspace Thingiverse
MakerBot Thermoplasticiteit
PrintrBot Ultimaker
1. wat is 3D-printen?
- 2D printer: 2 dimensies: lengte & breedte (x,y)
- 3D printer: 3 dimensies: lengte, breedte, diepte (x,y,z)
=> prints die vasthoudbaar zijn
=> maakt fysieke ontwerpen uit digitaal 3D model
=> kan bna elke vorm aannemen, afhankelijk vd grootte vd printer
=> mogelijk: meerdere prints samenvoegen tot geheel
- Additive manufacturing = telkens opnieuw extra laag materiaal w toegevoegd in hoogte
= algemene term
1.1 geschiedenis v 3D print
- laatste jaren: meer 3D printen in dagelijks leven
- begin ’80: uitvinding eerste 3D printer door Charles Hull
- SINDSDIEN: - nieuwe technologieën
- nieuwe machines
- nieuwe printonderdelen
- vooral nieuwe materialen
- potentieel vr gebruiken v 3D printers neem toe
- printers w steeds goedkoper
- commerciële 3D print services w beter toegankelijk
- aantal materialen neemt toe
- meer (creatief) gebruik in industrie
- 3D printers 1st gebruikt: gespecialiseerde context & te duur in aankoop vr kleine bedrijven & thuis
- 2009: aantal patenten vervielen vr grote printers => sector vr kleinere gebruikers steeg
=> prijs nam af & toegankelijkheid nam toe
=> meer particulieren, scholen & kleine bedrijven: toegang tot printer
- toenemend aantal gebruikers: 3D- printen kreeg meer naambekendheid & vaker te zien in bv: tv-
programma’s, films, videogames...
- potentieel: meer achter schermen: naarmate technologieën en kennis toeneemt, zullen
- medische, dentale, kunst en ruimtevaartindustrie meer gebruik maken v 3D
,1.2 verschillende printmethodes
- 10-tallen versch printmethodes binnen additive manufacturing:
A. Fused Deposition Modeling (FDM)
- printer verwarmt thermoplastische filament = plastic dat meerdere keren kan “geplooid” w in gesmolten
versie & opnieuw stolt wnr temp daalt
- deze thermoplastische materialen w verwarmd tot gewenste (smelt)temp
- w laag per laag op printplaat toegevoegd
(FFF = fused filament fabrication, w vaker gebruikt als term vr deze methode)
1. Het printbed: dit is de plaats waar de 3D-print gevormd zal worden. Het kan gemaakt zijn van plastic, metaal
of glas, afhankelijk van de nodige eigenschappen bij het printen.
2. Maximale afmetingen: het spreekt voor zich dat er enkel kan
geprint worden volgens de dimensies van de printer. Je print zal
beperkt zijn tot deze maximale afmetingen, tenzij je later
verschillende onderdelen bij elkaar brengt.
3. Cold end: het deel van de extruder waar het filament van de spoel
getrokken wordt en in de printkop gebracht wordt.
4. Ventilator: een of meerdere ventilators helpen de motor, printkop
en pas geprint materiaal afkoelen.
5. Extruder/printkop: bestaat uit een cold end en hot end. Dit
gemotoriseerd onderdeel trekt het filament door het koude gedeelte
en smelt het filament alvorens het uit de printkop komt.
6. Filamentspoel: meestal wordt er een houder voor filamentspoelen
voorzien aan de 3D-printer. Soms vind je dit ook op een houder naast
de printer terug.
7. Hot end: het deel van de extruder waarin het filament tot de
gewenste temperatuur verwarmd en gesmolten wordt.
8. Lineaire rails: helpen de printkop en/of het printbed vlot te bewegen tijdens het printen.
9. Nozzle: een klein metalen elementje waar verwarmd plastic doorgestuurd wordt naar de
printplaat. Verschillende openingen worden gebruikt naargelang de print.
10. Local controller: een “computertje” dat je in staat stelt om je print bij te sturen, opdrachten te geven
zonder een computer nodig te hebben.
B. Stereolithografie Apparatus (SLA)
- oudste techniek
- gebruikt fotopolymerisatie => met laser laag per laag “getekend” op vloeibaar hars
- door aanraking met Uv-licht: hars wordt hard
=> gladde & gedetailleerde print (moeilijk met scherpe hoeken)
,C. Digital light processing (DLP)
- fotopolymerisatietechniek, snelle variant v SLA
- beamer-projector & reflecteert licht met matrix aan kleine spiegels
- door matrix: printlaag in 1 beweging geprojecteerd & uitgehard w
- resolutie = afhankelijk v aantal gebruikte spiegels
- nog in ontwikkeling, MAAR zou tijdswinst kunnen geven
D. Powder bed fusion (PBF) / Selective laser sintering (SLS)
- smelt poeder (plastic/metaal) samen => kleine deeltjes
- kan met verwarmde printkop, laser, elektronenstraal
- telkens dunne laag materiaal uitgespreid tot volledig
object, laag per laag
- nabewerking: geprinte object = in resterende materiaal
(niet uitgehard) => moet weggeblazen w = veel duurder
- eindproducten zijn erg sterk (wisselstukken machines/ vliegtuigen)
- “sinter” = proces waar temperatuur/ druk ervoor zorgen
dat materiaal w gesmolten aan elkaar, zonder bevochtiging
1.3 van ontwerp tot print
A. creëer een 3D model
- bepaald formaat: STL, 3Mf, AMF, OBJ, STL.
- STL. Bestanden: meest gebruikt & omvangt 3D modeling, slicing informatie
Hoe bestand verkrijgen?
1. download uit databases
=> online: databases waar je ontwerpen kan downloaden
=> bekendste: thingiverse (details, advies, thing files en reacties nakijken voor iets te printen)
2. gebruik een (eigen) model uit software
=> 3D modellen: gemaakt in software vr 3D animatie, kunst, game-ontwikkeling,..
=> sla dan op als STL. bestand
3. gebruik 3D-scanning
=> 3D scanners kunnen volledige opp en zijdes ve object scannen om 3D model te creëeren
=> digitale camerabeelden (2D): samengesteld & gerenderd w tot object in 3 dimensies met
computersoftware = fotogrammetrie
4. parametrische mathematische modellen
=> wiskundige vergelijkingen om 3D modellen te genereren
=> parametrische modellen: wiskundige stelling die punten ve object in 3D ruimte voorstellen
B. slicen
- model in stl. Bestand =/= klaar om te printen
- 3D printer heeft nood aan commando’s die laag per laag aangeven waar het filament geplaatst moet worden
(of hars uitgehard moet w)
- = programmeercode voor printers
- g: w vaak gebruikt => gcode = naam geslicete bestanden
- sliceprogramma’s: Prusaslicer, Ultimaker Cura
=> gemaakt door Ultimaker, biedt slice mogelijkheden voor eigen printers
& ook andere merken => universeel gebruik
, - kan veel aanpassingen maken:
Brim support raft
Skirt
infill overhang & bridging
C.
printen
Fouten die zouden kunnen optreden:
Schema:
