FDM© en FFF Deel 1 geschiedenis 3D printers

Geschiedenis 3D printers Deel 1 FDM© / FFF

Er zijn voor de consument over het algemeen 3 type printers (betaalbaar) die ik zal behandelen in de colms. De rede dat ik het alleen over deze zal hebben is eigenlijk logisch, we zijn consumenten met een klein tot middel groot budget en de printers die ik zal behandelen zitten in de prijsklasse van ong. € 170,- tot z'n € 800,- euro. natuurlijk zijn er nog duurdere versies, maar dat is voor mij volledig overbodig om over te hebben omdat jullie (mijn doelgroep) geen experts zijn maar starters net als ik.

We onderscheiden

1) FDM© Fusion deposition modeling
    FFF    Fused Filament Fabbrication

2) SLA Stereolithograpy

3) DLP Digital light processing

--------------------------------------

deze ga ik niet behandelen omdat deze hoofdzakelijk industriële printers zijn:

4) SLS selective laser sintering

5) SLM Selective laser melting

6) LOM laminated manufacturing

7) EBM Digital Beam melting

FDM©/ FFF Printers

In het kort gezegd komt het hier op neer:
FDM©/ FFF  printers zijn printers die laagjes filament op elkaar stapelen, die tezamen een object vormen.

    De 2 termen komen uit het verleden, de FDM ©  is een geregistreerde merknaam van Developed             statysys inc (Nasdaq: SSYS) . of te wel, het is een merknaam geworden in plaats van een methode. in de begin 90er         jaren heeft mr. S.Scott Crump een methode uitgevonden om de huidige standaard 3d printers te             maken die via het FDM© systeem werken. Er is zijn vele rechtszaken in deze tijd geweest omdat
    ook de reprap printers uitgevonden werden.

Reprap printers ?

Ja als ik dan toch volledig wil/ moet zijn, dan komen we nog even op een tussenstap en tevens ook de belangrijkste in de ontwikkeling van de 3D printers.
Bedacht op 2 februari 2004 toen Adian Bowyer, een profesor in mechanische engineering op de universiteit te Bath in Engeland was. Hij starten met het project in 2005. In Maart 2007 startte hij met project "Darwin" en gevolgd door project "Mendal" in 2009 en "Prusa Mendel" en "Huxley" in 2010 ..
(Sorry voor al deze data, maar je wil het doen of goed doen, dan doe ik het laatste..)

De oplettende lezer zal gelijk zien dat er een bekende naam in voor komt, Prusa, dat klopt..
Josef Prusa, ja die van de Prusa 3d printers was in 2009 onderdeel van dit project. Door zijn ontwikkeling van de Headed bed is hier de bakermat gelegd tot de hedendaagse 3D printer die we als FFF printer kennen.

Wat was die Reprap printer ?

De vraag is niet zo zeer wat het is maar waarom hij er is. De gedachten achter deze printer waren niet alleen Idealistisch dan wel geweldig. Je maakt een printer, deze printer maakt onderdelen die beter zijn dan de printer waarop het gemaakt wordt. Deze printer maakt op zijn beurt weer betere printers en zo verder.

De bedoeling was om iedereen de mogelijkheid te geven een printer te hebben ( via vrienden die er een maakte, die het weer via via kregen) om zo iedereen een eigen fabriekje te laten bezitten. De gedachten er achter was dat als iedereen zelf zijn producten kon maken er een volledig nieuwe industrievorm kwam waarin transport en opslag overbodig werden en creativiteit bevorderd zou worden. Het mooie van dit alles was, is dat het open-source soft/ hardware is. Hierdoor mag iedereen het gebruiken en aanpassen naar eigen wens.

Je begrijpt dat mr. Crump dit niet zo zag zitten. Om dit via een omweg toch te kunnen realiseren hebben ze de naam FFF bedacht. Tegenwoordig kom je dus of FDM© of FFF tegen bij deze type printers. Je weet dan ook gelijk met welke maatschappij je te maken hebt.

Prusa Printers zijn daarom nog steeds Open-source systemen. en lenen zich bij uitstek om aan te sleutelen.

Waarom is dit belangrijk ?

Ik vindt, als je een hobby start, je een beetje van de achtergrond moet weten. Ik heb niet alles kunnen vertellen, maar als je de bronnen volgt die ik heb neergezet voor je, dan kan je aardig diep graven in zowel de geschiedenis van deze dan wel andere printers. Natuurlijk ga ik het ook daar over hebben. Maar dit is de Most goto printer, dus is hij als eerste.

Vind je dit een leuk stukje, wil je meer weten of juist andere zaken?, Laat het me weten. Dan zal ik er zeker in de toekomst wat mee gaan doen.

Informatiebron: https://penandplastic.com/, https://www.prusa3d.com/about-us/#timeline, https://3dprinterpower.com/fff-vs-fdm/

Onderdelen

Als je net als ik start in de 3d printerwereld dan kom je namen tegen die je misschien niet direct zal begrijpen. In mijn geval was ik al een maandje aan het inlezen en daardoor leerde ik al deze onderdelen te herkennen voordat ik de printer had. Dit hielp me bij problemen zoeken. Ik wist de term en waar ik naar kijken moest. In deze colm wil ik jullie ook een beetje wegwijs maken. Ik zal proberen zoveel mogelijk er in te zetten maar, omdat ik ook nog beginner ben, zal ik niet volledig zijn. Daarvoor alvast sorry. Maar meld het gerust, daar leren we allemaal van.

Onderdelen die je moet kennen voor 3d printer

Filament

De 3d printer heeft martiaal nodig om te printen, deze noemen we filament. Deze kunnen uit diverse soorten plastics bestaan of mengingen van metalen, hout en plastics.  

PLA is de bekendste van de rij omdat deze makkelijk te printen is, goedkoop en lage smelttemperatuur heeft. De PLA is dus makkelijk te gebruiken en is er in zeer veel kleuren.

Wat kan er fout gaan.

Mijn grootste fout met PLA was, dat ik dacht dat alle rollen de zelfde karaktereigenschappen had. Dat is dus niet waar. Elke rol, zelfs de zelfde kleur, moet gecontroleerd worden of hij goed smelt op de temperatuur die op de rol aangegeven staat. Voorbeeld: bij 123-3d eigen merk staat dat de beste temp. voor de rol 205-215  graden is. bij mijn printer en de rollen die ik gebruik zit ik bij 215 gc. 

Het kan zijn dat mijn thermostaat niet goed is afgesteld. Maar ik moet het dus bijstellen. ik heb ook een PLA van REAL (Amsterdamse firma) die alleen maar lekker print op 208 graden. je moet dus opletten en goed kijken hoe de printer omgaat met de filament.

meer info kan je vinden op de website van 123-3d.nl (ik wordt niet gesponsord maar deze leggen het goed uit in het Nederlands)

Extruder

Extruder is niets anders dan een stappenmotor met een tandwieltje en een klem om de filament naar de nozel te brengen. Het tandwieltje klemt zich aan één kant in het filament en de ring aan de andere kant zorgt dat deze wordt geleid. Het tandwieltje duwt de filament het slangetje (bowden tube) in en deze zal het naar de printerkrop brengen.

Wat kan er fout gaan.

Er kunnen een paar dingen fout gaan in deze:

1) Te strakke veer, grote duw-spanning, de veer in de extruder klemt het filament tegen de het tandwiel en de roller. Dit zorgt ervoor dat deze grip krijgt en het filament naar boven duwt. Te strak, dan wordt het filament zwaar ingegroeft. Dit kan als probleem geven dat het filament wordt stuk getrokken, of plat geduwt. Als het filament afbreekt, zal de printer niet meer printen, het filament wordt niet meer doorgedrukt. Wordt het filament platgedrukt of zwaar beschadigt dan kan deze gaan klemmen in de bowden tube. dit zorgt er voor dat de printer niet meer print (maar wel zijn bewegingen blijft maken) en je hoort klikgeluiden van de extruder. het filament gaat niet verder, maar de tandwieltjes proberen het wel, dit geeft klikgeluiden. belangrijk is om te kijken of er wel iets geprint wordt of dat hij blijft klikken en er gebeurt niets. Oplossing is het Filament er uit halen en de stelschroef bijstellen zodat hij minder strak is. Bij sommige Ender 3 en 5 extruders wordt zelfs aangeraden de veer in te korten. Het Klikken kan ook door een ander probleem ontstaan namelijk dat de stappenmotor te snel draait. Dit heet de E-stappen afstelling.

Directdrive

Deze variant is direct aan de kop verbonden en heeft dus geen bowden tube. Deze printers kunnen heel goed met flexibele filament omgaan en zijn minder storingsgevoelig. nadeel is dat er dus aan de kop een extra gewicht zit die in combinatie van slechte afstelling van de aandrijfsnaar extra ghosting veroorzaakt. Ghosting is een soort schaduw effect in je print. Als de kop veel en snel heen en weer gaat kan deze doorschieten. Dit heet ghosting. 

Nozel

De printer heeft als alle andere printers een printerkop, maar bij de 3d printer zijn er 2 belangrijke delen. de Nozel, dit is het spuitmondje van de printer en de kop zelf. hier zit de verbinding tussen het koude en warme gedeelte. Er zijn verschillende soorten printerkoppen, van geheel metaal, keramisch of deels metaal en koper. Ook hebben ze verschillende maten van 0.25 mm tot 1 mm . Als de filament de kop in gaat is het nog koud. Er is ook een koel-ventilator om dit zo te houden. dan is er een warme zone, hier wordt het filament omgezet in vloeibare vorm ( niet te) en als het de nozel uitkomt dan wordt het weer langzaam hard. Het idee hier achter is dat zolang het nog heet en vloeibaar is, het beter hecht aan de ondergrond waar het op ge print wordt. en dat de plastic op plastic aan elkaar gaan hechten. hierdoor krijg je een massief stuk plastic.

Wat kan er fout gaan.

Veel, dit is één van de belangrijkste punten dat goed in de gaten gehouden moet worden. daarom zal ik er later op terug komen. maar te koude filament is moeilijk te printen (hecht niet) en te warm dan komen er teveel fouten in je printwerk. de kleur gaat matter worden en eigenschappen veranderen.

Heatbed

waar je op print is je heatbed, deze hoeft niet heet te zijn, PLA kan je prima op een onverwarmde bed printen. maar andere plastics hebben dit wel nodig. meer hierover in een later onderdeel. er zijn verschillende soorten ondergronden om op te printen. Glas, metaal en flexibele matjes. de laatste is vaak magnetisch zodat je deze er makkelijk af kan halen. sommige gebruiken nog een extra plakmiddel om de hechting tussen bed en filament te verhogen.

Bedlevelling

Om je print er zo goed mogelijk uit te laten zijn, is het belangrijk dat je printoppervlak zo recht en vlak mogelijk is. dit doe je door je bed af te stellen. meestal heb je aan de onderkant van je bed 3 of meerdere stelschroeven die je gebruikt om alle 4 de hoeken bij te kunnen stellen. hierdoor kan je in theorie het bed dus 100% vlak krijgen. houd er rekening mee dat het bed zelf ook oneffenheden kan hebben. veel mensen nemen daarom een glazen bed, deze zijn vlak en hebben geen afwijkingen. hoe je het afstelt en waar je op letten moet, lees je een andere keer.

vaak lees je ook iets over speciale voeding en stille borden etc. dat is voor mij even te technisch omdat ik er van uit ga, dat jullie net als ik, een printer kopen en niet zelf gaan bouwen. ik zal er wel een keer op terug komen onder het kopje verbeteren en upgraden huidige printer.

3d Printer hobby of last.

3D printen een hobby of een last ?

Hoera ik heb een printer,

Ik heb nu een maand mijn Ender 5 Pro in huis en ik ben al aardig wat wijzer geworden van het hele printen. Maar eer ik hier was, heb ik wel al heel wat grijze haren er bij gekregen.

Het is een zeer goede printer met een groot print oppervlak. 22 cm bij 22 cm bij 30 cm. De printer heb ik besteld bij Creality in Deutsland. Dit is het hoofdkantoor in europa voor het chinese merk.

Voordelen van de printer

de voordelen zijn: groot oppervlak heeft, hij is in een kubus vorm, dus erg stevig. maakt weinig lawaai, maar stil is anders. Hij is erg modulair dus je kan er nog heel veel aan aanpassen en toevoegen.

Nadelen van de printer.

Nadelen van deze printer is dat je eigenlijk al iets weten moet van 3d printen omdat deze printer erg gevoelig is voor afstellingsfouten.

Direct klaar of niet.

Welke printer je ook koopt, je zal merken dat je er toch nog wat aan gaat verbouwen. Vooral de Creality printers staan bekend als de bouwpakketten onder de printers. Niet alleen komen ze half afgemonteerd binnen. Maar deze printers staan er ook bekend om makkelijk om te bouwen naar een duurder of niet bestaande printer.

Tot nu toe gebruik ik alleen PLA wat staat voor PolyLactic Acid (polymelkzuur). Dit is een van de meest gebruikte plastic soorten, die makkelijk te gebruiken is. Er zijn nog veel meer soorten filament (het spul wat je gebruikt om te printen) maar dat komt een andere keer.

Over de werking van onderdelen en bijzonderheden die er zijn, daar kom ik later op terug. Nu is het alleen nog de vraag is het me de moeite waard om er aan te beginnen.

Welke problemen ben ik tot zover tegen gekomen ?

1) Extruder problemen.

OM je plastic te smelten in de spuitmond van de printer, moet deze eerst worden aangeleverd via een motor met tandwieltjes. Als deze extruder te los of te sterk staat afgesteld dan komt de filament of niet op zijn plek of het plastic wordt zo beschadigt dat het later in de transportslang problemen oplevert.

2) Temperatuur

dit is eigenlijk wel logisch, hoe heter het plastic wordt, des te makkelijker loopt deze uit de Nozel (spuitmond). maar wat is de goede temp. Op de doos of de spoel van de filament staat aangegeven wat de fabriek aangeeft als ideale temp voor de te printen filament. te heet en het plastic wordt dof en te koud dan hecht het niet of sterker nog, je hele systeem gaat vast lopen.

Ook het bed (waar je op print) is heel belangrijk. deze moet natuurlijk schoon en vetvrij zijn. als het te printen opject niet blijft plakken dan krijg je spaghetti of erger, je systeem zit onder het plastic.  

eerst maar een bod.. hee wacht rechtsonder gaat niet goed.
temperatuur van printerbed en filament niet goed.

O, kijk poging 2 is beter

Waar gebruik ik de printer voor?

Ik gebruik de printer hoofdzakelijk voor het maken voor onderdelen van bordspellen. sommige spellen hebben geen mooie indeling in de doos. Deze print ik dan zelf zodat je makkelijk het spel op kan zetten.

maar ik heb ook onderdelen moeten maken om de koelkast die een afgebroken onderdeel had, te herstellen.

Conclusie,

Voor mij is de Printer echt een uitkomst, ik was er al op voorbereid dat het geen walk in the park zou worden. Het inlezen voordat hij zou binnenkomen heeft geholpen. Een vriend van me met een 3d printer heeft voor mij wat belangrijke verbeteringen geprint zodat ik dit gelijk er op kon zetten zodat ik niet 2 keer de machine uit elkaar hoefden te halen.

Wist ik dat het moeilijk zou worden, Ja dat wist ik.
Zou ik er zonder voorkennis uitkomen?, nee zeker niet.

Nu ik hem heb, zou ik zonder kunnen?, Dat is lastig te beantwoorden. 

Wie geen printer heeft zal hem niet missen, maar nu ik hem heb print ik kleine dingen uit die het handig maken om te hebben. beugeltjes voor camera, doosjes voor ssd kaarten of andere zaken. Onderdelen voor bordspellen is zeker mijn aanschafreden geweest. In de toekomst als ik zelf mijn spel maak, kan ik makkelijk aan speelstukken komen, door ze gewoon te printen.

Ontwerpen

Over ontwerpen van zaken ga ik het op een later tijdstip hebben. Anders wordt deze blog erg lang. Maar er zijn programma's die het makkelijk maken, maar niet alles is even eenvoudig.. Hier meer over in een latere blog

Volgende keer, onderdelen en begrippen.
Wil je alvast meer weten, stuur me een berichtje.

veel print plezier