3D printen met supportmateriaal

Het grote voordeel van 3D-printen is dat er hele complexe modellen geprint kunnen worden, die met andere technieken, heel moeilijk te produceren zijn. Denk bijvoorbeeld aan het printen van een overhang. Omdat 3D-geprinte onderdelen laag voor laag worden opgebouwd is er altijd een eerdere laag nodig om op te bouwen. Afhankelijk van de complexiteit van het 3D-model, kan het noodzakelijk zijn om met ondersteuningsstructuren te werken. Wat de mogelijkheden zijn leggen we hieronder uit.

Een FDM 3D-printer kan in de meeste gevallen een overhang met een hoek onder de 45° printen zonder dat er ondersteuning nodig is. Een tip hierbij is om de laaghoogte te verlagen. Verlaag de laaghoogte bijvoorbeeld van 0,2 naar 0,1mm. De printer maakt nu twee keer zoveel lagen, waardoor de printer kleinere stappen kan nemen bij het maken van de overhang. Vanaf een hoek groter dan 45° is het verstandig om het 3D-model te ondersteunen. Het ondersteunen van een 3D-print model kan op drie manieren:

• Ondersteuning met moedermateriaal
• Ondersteuning met PVA filament
• Ondersteuning met PVA+ filament

Ondersteuning met moedermateriaal
We beginnen met de makkelijkste en print technisch de snelste manier om ondersteuning op het 3D-model toe te passen. Bovendien is het de enige optie wanneer u print met een 3D-printer met één extruder. Bij deze methode wordt de benodigde ondersteuning geprint van hetzelfde materiaal waar ook het model mee wordt geprint. Deze methode werkt snel en makkelijk, er is maar één materiaal nodig. Een slice software pakket, zoals simplify3D, kan zelf ondersteuningsstructuren aanmaken. Belangrijk hierbij is om te zorgen dat er niet te veel ondersteuningsmateriaal wordt gebruikt. Ondersteuningsstructuren van hetzelfde soort filament is namelijk het moeilijkst te verwijderen van het 3D-model in vergelijking met de andere opties.

Ondersteuning met PVA filament
Er zijn speciale supportfilamenten op de markt die volledig oplosbaar zijn. PVA filament is daar een 3D-filament van. Om hiermee te kunnen printen is het noodzakelijk om gebruik te maken van een 3D-printer met een dubbele extruder.

PVA staat voor polyvinyl alcohol en is een zacht en biologisch afbreekbaar polymeer dat erg gevoelig is voor vocht. Wanneer PVA wordt blootgesteld aan water, lost het op. Om die reden is het perfect als ondersteuningsmateriaal bij het 3D printen. Na het printen kan dit filament heel eenvoudig volledig worden verwijderd door het op te lossen in koud of lauw-warm water. PVA wordt vaak in combinatie met het PLA filament gebruikt, maar wordt ook steeds meer toegepast bij andere filamenten zoals PET-G. Daarnaast zijn er tal van nieuwe modificaties waardoor ook PVA toegepast kan worden bij hogere temperaturen. We hebben het dan bijvoorbeeld over PVA+.

Ondersteuning met PVA+ filament
Voorheen werd veelal HIPS als support materiaal gebruikt bij het printen met ABS. Door de komst van PVA+ wordt HIPS veel minder ingezet. De reden hiervoor is dat HIPS moet worden opgelost in Limoneen. Dit is een moeilijk verkrijgbaar, chemisch middel. Hiervoor in de plaats is PVA+ (gemodificeerd PVA) gekomen, een filament dat net als PVA simpel in water op te lossen is. Op dit moment wordt nog getest of ieder filament zich leent om te combineren met PVA+. Ook voor het gebruik van PVA+ is het noodzakelijk dat er geprint wordt met een dubbele extruder.

Het grote voordeel van printen met support filament is dat het goed te verwijderen is zonder dat er resten overblijven of het 3D-model beschadigd. Een nadeel is dat support filament in de meeste gevallen duurder is dan het basisfilament en dat het alleen geprint kan worden met een 3D-printer met een dubbele extruder, zoals de dddrop 3D-printers.