How-to 3d-printen

Zoals we net aangaven, zullen de meeste eerste stappen in 3d-printing gezet worden met een fdm- of fff-printer op basis van een hot-end die gesmolten plastic deponeert. Dat is ook de categorie waar we ons voornamelijk op richten in dit verhaal. Maar als je denkt dat de keus dan opeens makkelijk wordt of er weinig meer te kiezen valt: think again.

Als je een dergelijke printer wil kopen, blijf je uiteraard te maken hebben met keuzes: factoren als budget, het beoogde doel en je bereidheid of wens om te tweaken spelen daar allemaal in mee. Ook als je een budget hebt vastgesteld en besloten hebt een printer te kopen om bijvoorbeeld onderdelen voor modelbouw te maken, zul je moeten kiezen welk type printer en uiteindelijk welk model je wil kopen.

Delta-printers

Fdm-printers zijn namelijk te koop in verschillende categorieën. Die worden voor huis-tuin-en-keuken-gebruik gedefinieerd op basis van hun mechaniek: we kennen voornamelijk zogenaamde 'Cartesian'-printers die met een coördinatenstelsel voor de printkoppositionering werken op basis van de drie assen die we allemaal kennen: x, y en z. Formeel vallen zogenaamde Delta-printers ook onder die noemer, maar toch zijn ze het apart vermelden waard, omdat ze er compleet anders uitzien. Ze hebben namelijk een rond printbed en drie verticale assen die de printkop laten bewegen in x-, y- en z-richting. Over exoten als polarprinters of printers met een oneindig bed met lopende band, zullen we het verder niet hebben, hoewel die laatste categorie eigenlijk gewoon een Cartesische printer is.

Cartesische printers

Grofweg vallen Cartesische printers in drie groepen uiteen. De hier bovengenoemde Delta-printers is een relatief kleine groep en de hieronder genoemde Core XY- en H-Bot-printers vallen er ook onder, maar zijn toch het apart vermelden waard. Het gros van de huis-tuin-en-keuken-printers zijn Mendel- en Darwin-printers, die ook onder de Cartesische noemer vallen. Mendel-printers laten de x-as in de hoogte bewegen, terwijl Darwin-printers alleen het bed in hoogte verplaatsen.

Core XY en H-Bots

Core XY-mechanisme — Het Core XY-referentiemechanisme (beeld: Ilan E. Moyer)

Core XY-printers en H-Bots vallen onder de Cartesische noemer, maar zijn wat complexer wat hun mechaniek betreft dan de Mendels en Darwins hieronder. Ze zijn wat minder populair als instaprinter, maar kunnen in de regel wel wat sneller printen en vergen minder ruimte. Wel zijn ze vaak duurder dan andere Cartesische printers. De H-Bots laten de printkop bovenin over de x- en y-as bewegen en laten het printbed zakken in de z-richting. Daarmee lijken ze op een CoreXY-printer, maar waar een H-bot de x- en y-as apart aandrijft, is de xy-as in een CoreXY-printer een geheel, dat met een enkele band wordt aangedreven.

Gewone printers

Dan komen we bij de laatste categorie, de 'gewone' Cartesische printers, waartoe de bekendste printers als Creality's Ender 3 en Prusa's i3 MK3S(+) behoren. Ook hier zijn weer diverse mechanismen mogelijk, waarbij vooral de bewegingen van de x- en z-as verschillen. Bij een Mendel-type printer beweegt de y-as het printbed naar voor en achter. Voor de x-as kan gekozen worden voor een systeem waarbij de printkop als een loopkat over een stuk aluminium glijdt, waarbij die draagarm aan twee kanten door staanders wordt geleid. Een alternatief is een 'gantry' die maar aan één kant vastzit, zoals bijvoorbeeld bij de Prusa Mini of de Monoprice Mini, die overigens ook onder andere namen wordt verkocht.

Ook de beweging van de z-as verschilt bij printers. Sommige modellen hebben één steppermotor om de x-as omhoog en omlaag te bewegen; andere hebben twee geschakelde z-steppers die beide kanten gelijktijdig bewegen, al dan niet geholpen door een tandriem die beide kanten verbindt, zoals bij de Creality CR6-SE. Het gebruik van twee motoren in plaats van één brengt uiteraard extra kosten met zich mee, maar het levert betrouwbaardere bewegingen op. Voor printers met z-as-actuatie aan een kant is een uitbreiding van het aantal z-steppers naar twee stuks dan ook een populaire upgrade.

Er is grote kans dat je bij een reguliere Cartesische printer uitkomt als je gaat shoppen, maar de genoemde alternatieven, met name de CoreXY en H-Bot, hebben hun voordelen als het om snelheid gaat. Over het algemeen kun je die modellen wat sneller laten printen dan gewone Cartesische printers, onder meer dankzij het stabiele, kubusachtige frame dat ze hebben. Ook Delta's staan bekend om hun vrij hoge printsnelheid en mooie kwaliteit prints, en bovendien kun je er vaak veel hogere prints mee maken dan met andere printers. Wel zijn ze lastiger te bouwen en onderhouden, en vaak is een zogenaamd direct-drive-mechanisme, waarover zo direct meer, niet mogelijk.