Er zijn veel parameters waarmee u rekening moet houden om het succes van uw 3D-printen te garanderen. FDM- of FFF 3D-printers gebruiken spuitmonden voor het extruderen van filamenten om uw 3D-onderdelen te vervaardigen. Hier zullen we de essentie zien van wat u moet weten over 3D-printmondstukken.
Mondstukmaterialen voor 3D-printers
Messing sproeiers
Messing mondstukken zijn de meest gebruikte mondstukken bij 3D-printen omdat ze goedkoop zijn en kunnen worden gebruikt met de meeste filamenten zoals PLA, ABS, ASA, PETG, nylon etc.
Messing spuitmonden zijn ook ideaal omdat messing een zeer goede thermische geleidbaarheid heeft, maar het snel verslijt en het daarom niet wordt aanbevolen om messing spuitmonden te gebruiken om schurende filamenten te printen, zoals filamenten geladen met koolstofvezels.
Maximale temperatuur van messing sproeiers: 300°C
Voordelen van messing sproeiers:
Thermische prestaties en lage prijs
Nadelen messing sproeiers:
Lage slijtvastheid en niet geschikt voor schurende materialen
Roestvrijstalen sproeiers
Met roestvrijstalen spuitmonden is het 3D-printen van corrosieve filamenten mogelijk (niet te verwarren met schuurmiddelen) en ook met het printen van onderdelen voor de voedings- of medische sector, omdat roestvrijstalen spuitmonden geen loodachtige messing mondstukken bevatten. Ze zijn ook geschikt voor schurende filamenten voor kleine toepassingen.
Ze laten ook qua prijs een goed compromis toe tussen messing en gehard staal.
Omdat roestvrij staal een lagere thermische geleidbaarheid heeft dan messing, moet u uw mondstuk iets meer verwarmen. Voor optimaal gebruik verdient het ook de voorkeur om uw printsnelheid iets te verlagen.
Maximale temperatuur van roestvrijstalen sproeiers: 350°C
Voordelen van roestvrijstalen sproeiers:
Betere slijtvastheid dan messing en kan worden gebruikt voor voedselfilamenten
Nadelen van roestvrijstalen sproeiers:
Lagere thermische geleidbaarheid dan messing mondstukken en lagere slijtvastheid dan gehard stalen mondstukken.
Vernikkelde koperen sproeiers
Koper is een metaal met een zeer hoge thermische geleidbaarheid. Vergeleken met een messing mondstuk biedt koper een drie keer hogere geleidbaarheid. Koper zorgt voor een betere temperatuurstabiliteit bij het printen en de nikkelbescherming vermindert de adhesie van de filamenten in de spuitmond. Dankzij de vernikkelde koperen spuitmonden kunnen printtemperaturen van 500°C worden bereikt.
Maximale temperatuur koper/nikkel mondstukken: 500°C
Voordelen koper/nikkel mondstukken:
Hoge thermische geleidbaarheid, veelzijdigheid, superieure slijtvastheid ten opzichte van messing mondstukken.
Nadelen koper/nikkel mondstukken:
Harder dan gehard staal en niet geschikt voor regelmatig gebruik met schurende filamenten
Mondstukken van gehard staal
De gehard stalen spuitmonden maken het printen van geladen filamenten mogelijk, zoals filamenten met glasvezels, koolstofvezels of Kevlar-vezels. Mondstukken van gehard staal hebben een tien keer grotere weerstand dan een messing mondstuk.
Omdat staal een lage thermische geleidbaarheid heeft, moet u de printtemperatuur verhogen.
Maximale temperatuur van een gehard stalen mondstuk: 500°C
Voordelen van gehard stalen mondstukken:
Hoge slijtvastheid en duurzaamheid met schurende filamenten
Nadeel van gehard stalen mondstukken:
Lage thermische geleidbaarheid en afdrukkwaliteit kunnen afnemen
Robijnrode sproeiers
Ruby-spuitmonden, waarvan de spuitmondpunt van robijn is gemaakt, bieden dankzij de messing behuizing een zeer hoge slijtvastheid en een zeer goede thermische geleidbaarheid.
Het robijnrode mondstuk met messing behuizing is een zeer interessant mondstuk voor schurende filamenten en biedt een zeer goede verhouding tussen thermische geleidbaarheid en duurzaamheid.
Maximale temperatuur robijnrode spuitmonden: 500°C
Voordelen van robijnrode spuitmonden:
Goede thermische geleidbaarheid, hoge slijtvastheid en weerstand tegen hoge printtemperaturen.
Nadelen van robijnrode mondstukken:
Hoge prijs
De diameters van 3D-printmondstukken
Er bestaan 3D-printmondstukken met verschillende diameters van 0,2 mm tot 1,2 mm. Deze verschillen in diameter maken het mogelijk om met verschillende precisies en printsnelheden te printen.
Mondstukken van 0,2 tot 0,4 mm
Mondstukken met een kleine diameter maken 3D-printen met zeer goede precisie mogelijk. Het nadeel is dat er spuitmonden met een kleine diameter worden gebruikt en lage laaghoogten om de printkwaliteit te verhogen, waardoor uw printtijd toeneemt, hoewel deze parameter ook afhangt van de instellingen van uw slicersoftware.
Mondstukken van 0,5 en 0,6 mm
De spuitmonden met een diameter van 0,5 en 0,6 mm zorgen voor bevredigende resultaten op het gebied van printkwaliteit en besparen ook printtijd.
Mondstukken vanaf 0,8 mm
Nozzles met een uitgangsdiameter gelijk aan of groter dan 0,8 mm maken snellere prints mogelijk, maar resulteren in een vermindering van de precisie van de details van uw 3D-prints.
Deze spuitmonden met grote diameter zijn bedoeld voor het 3D-printen van grote volumes zonder het doel esthetische onderdelen te vervaardigen.
Het geval van Volcano- en Super Volcano-spuitmonden
Volcano- of super Volcano-type spuitmonden zijn langere spuitmonden en dankzij hun ontwerp kunnen ze een grotere hoeveelheid filament verwarmen en daarom met hogere printsnelheden worden gebruikt dan standaard spuitmonden.
Laaghoogte afhankelijk van de spuitmonddiameter
Om een massief onderdeel te vervaardigen moet de hechting tussen de lagen perfect zijn.
Om dit te doen, moet u de minimale of maximale laaghoogte berekenen op basis van de diameter van uw spuitmond.
De regel is heel eenvoudig: de minimale laaghoogte is gelijk aan 25% van de spuitmonddiameter en de maximale hoogte aan 80%
Voorbeeld voor een mondstuk met een diameter van 0,4 mm:
Maximale laaghoogte: 0,4 x 0,8 mm = 0,32 mm
Minimale laaghoogte: 0,4 x 0,25 mm = 0,1 mm
Schaaldikte van 3D-prints
De schaaldikte (omtrek, effen bovenlagen en effen onderlagen) van uw 3D-print zal noodzakelijkerwijs een veelvoud zijn van de uitgangsdiameter van uw mondstuk.
Voor de meeste 3D-toepassingen zal een schaaldikte van 0,8 mm voldoende zijn, d.w.z. 2 contouren met een standaard mondstuk met een diameter van 0,4 mm. Maar gebruik je een spuitmond met een diameter van 0,8 mm dan bespaar je veel printtijd omdat de spuitmond maar één keer hoeft te passeren!
Voor mechanische toepassingen is het noodzakelijk om een minimale schaaldikte van 1,2 mm te gebruiken en te spelen op het interne vullingspercentage om een zo sterk mogelijk onderdeel te hebben.
Concreet voorbeeld van printsnelheid als functie van de diameter van de spuitmond, laaghoogte en schaaldikte
Voorbeeld met een kalibratiekubus van 50x50x50mm
1is test: standaardnozzle van 0,4mm en laagdikte van 0,2mm (schaal 0,8mm) (Snelheid 40mm/s) vulling 25%
3D-printtijd (Simplify 3D): 4 uur en 51 minuten
2e test: standaardnozzle van 0,8 mm en maximale laagdikte van 0,64 mm
3D-printtijd (Simplify 3D): 56 minuten
3e test: vulkaanmondstuk van 0,8 mm en maximale laagdikte van 0,64 + snelheid verhoogd met 50% of 60 mm/s
3D-printtijd (Simplify 3D): 39 minuten