Additieve productie

Mark van de Waal | 25 augustus 2025

Additive manufacturing, in goed Nederlands ook wel additieve productie genoemd, is onmisbaar geworden in ontwikkelingsafdelingen, productielijnen en werkplaatsen. Eerder werd deze technologie gebruikt voor prototypes en weergavemodellen, maar ze is aanzienlijk geëvolueerd, vooral op het gebied van technische kunststoffen. Grote polymeerspecialisten hebben 3D-printmaterialen geïntroduceerd, waardoor meer functionele toepassingen mogelijk zijn geworden. De eenvoud van de fabriekstechnologie en de hantering ervan heeft geleid tot een breed scala aan 3D-printfilamenten.

igus en additieve productie

igus, bekend om de ontwikkeling van functionele hoogwaardige polymeren, heeft zich jaren geleden al toegelegd op additive manufacturing en materialen ontwikkeld voor filamentprinters (FDM) en lasersinterprinters (SLS). Dit artikel richt zich op materialen voor bewegende toepassingen waar wrijving en slijtage optreden, in tegenstelling tot statische componenten.

3D-printen met meerdere materialen

Ontwerpbureaus onderzoeken hoe additive manufacturing bestaande technieken kan vervangen of aanvullen, terwijl de productietechnologie zich snel ontwikkelt. Multimateriaalcomponenten of 2-componentenonderdelen (2K) kunnen in één stap worden geproduceerd uit twee verschillende materialen zonder dat ze achteraf aan elkaar moeten worden bevestigd. Dit is mogelijk met 3D-printers die gebruikmaken van de smeltdraaddepositiemethode (FDM/FFF), waarbij filamenten van grondstoffen via smeltmondstukken worden aangebracht.

De 3D-printer wisselt tussen materialen in elke laag, waardoor creatieve combinaties mogelijk zijn. Verschillende kenmerken zoals vulling, buitenhuid, boven- en onderkant kunnen aan verschillende materialen worden toegewezen met behulp van 3D-printsoftware (Slicer).

Combinatiemogelijkheden van verschillende materialen

3D-printen met filament biedt een verscheidenheid aan materialen, waaronder:

• Optica: verschillende kleuren, oppervlakteafwerkingen (glanzend, mat, doorschijnend), met metaal gevuld
• Mechanische specificaties: Sterk, temperatuurbestendig, vezelversterkt, flexibel
• Speciale eigenschappen: Brandvertragend, antistatisch of geleidend, tribologisch geoptimaliseerd, schuimend

Op een standaardprinter kunnen twee filamenten worden gecombineerd, waarbij de verwerkingstemperatuur de belangrijkste beperking vormt. Materialen hoeven niet te smelten aan de grenslagen, omdat een vormsluiting een onlosmakelijke verbinding kan tot stand brengen.

Functionele materiaalcombinaties

Krachtvervormingscomponent: Structureel materiaal met hoge stijfheid (bijv. igumid P150) gecombineerd met tribologisch geoptimaliseerd materiaal (bijv. iglidur tribo-filamenten) voor soepele, duurzame lagers.

Grijpelement: Vezelversterkte filament voor het lichaam en flexibele filament voor grijpoppervlakken, voor een veilige grip.

Aslagers: Tribo-filamenten voor glijlagerelementen omhuld met flexibel filament (bijv. TPU met een Shore-hardheid van 95 A) om hoekfouten te compenseren en schokken te dempen.

Constructie voor 3D-printen met meerdere materialen

Om te beginnen met het 3D-printen van onderdelen uit meerdere materialen, moet de 3D-printer worden aangeleerd waar elk materiaal moet worden gebruikt. Met behulp van Autodesk Inventor voor het ontwerp, een nieuwe generatie Ultimaker 3D-printer met twee materiaalsproeiers en Cura-slicersoftware, omvat het proces het over elkaar leggen van STL-modellen met bijpassende coördinatensystemen en oorsprongen.

Om onderdelen van meerdere materialen te kunnen 3D-printen, moet de 3D-printer worden aangeleerd waar elk materiaal moet worden gebruikt. Met behulp van Autodesk Inventor voor het ontwerp, een nieuwe generatie Ultimaker 3D-printer met twee materiaalsproeiers en Cura-slicingsoftware, omvat het proces het overlappen van STL-modellen met bijpassende coördinatensystemen en oorsprongen.

Verbindingen tussen materialen kunnen worden gemaakt met positieve passing en materiaalverbinding. Positieve vergrendelingsverbindingen bieden meer zekerheid tegen defecten. Voorbeelden hiervan zijn zwaluwstaartverbindingen en inkapseling. Het snijproces van Cura wisselt materialen in elke laag af, waardoor fasen in elkaar grijpen en de verbinding wordt versterkt.

Praktijkvoorbeeld

Een steunblok voor een spindel met een vezelversterkt hoofdgedeelte en een tribo-filament lageroppervlak toont een praktische toepassing. Het lageroppervlak bevat een verborgen omtrekelement voor een vormvaste verbinding.

3D-printen met meerdere materialen biedt tal van mogelijkheden voor functionele en winstgevende toepassingen. Als u ideeën heeft maar niet over de juiste 3D-printer beschikt, kan igus u helpen bij de implementatie. Ze verwerken momenteel koolstofvezelversterkt filament met een hoge stijfheid en flexibel filament met een Shore-hardheid van 95 A.

Voor meer informatie over 3D-printen klik hier.