3D printen heeft een wereld aan creatieve mogelijkheden geopend en een van de meest opwindende ontwikkelingen is de mogelijkheid om gelede 3D prints te maken. Deze modellen hebben bewegende delen die kunnen buigen, roteren of buigen, waardoor ze dynamisch en functioneel zijn. Of u nu actiefiguren, mechanische onderdelen met assen of zelfs speelgoed ontwerpt, gelede 3D modellen voegen een niveau van interactiviteit toe waar statische prints simpelweg niet aan kunnen tippen.Als je je ooit hebt afgevraagd hoe je gelede modellen maakt voor 3D printen, dan ben je hier op de juiste plek. In deze gids begeleiden we u door het proces van het bedenken van uw ontwerp tot het printen en in elkaar zetten van de onderdelen, met praktische tips voor succes.1. Wat zijn gelede 3D modellen?Gelede 3D modellen zijn ontwerpen met beweegbare onderdelen, waardoor ze flexibel zijn en kunnen bewegen. In tegenstelling tot statische modellen, die vast op hun plaats zitten, zijn gelede modellen gemaakt met gewrichten of verbindingspunten die beweging mogelijk maken. Deze gewrichten kunnen vele vormen aannemen, zoals kogelgewrichten, scharnieren, haken of flexibele verbindingsstukken.Enkele veelvoorkomende voorbeelden van gelede modellen zijn actiefiguren, mechanisch speelgoed, robots en dieren(gelede draken) met beweegbare staarten. Denk aan die coole gelede 3D prints waarbij het hoofd, de armen of benen kunnen bewegen - dat zijn gelede modellen! De schoonheid van deze ontwerpen ligt in hun dynamische aard, die nieuwe mogelijkheden biedt voor zowel leuke als functionele prints.2. Gereedschappen en software die u nodig hebtOm gelede 3D modellen te maken, heb je de juiste gereedschappen nodig. Gelukkig zijn er veel CAD (computer-aided design) software opties beschikbaar, variërend van beginnersvriendelijke tools tot professionele programma's.CAD-softwareTinkercad - Een gebruiksvriendelijke online tool die perfect is voor beginners. Hoewel het niet zo geavanceerd is als andere programma's, is het ideaal voor het maken van eenvoudige gelede ontwerpen.Fusion 360 - Een meer geavanceerde CAD-tool die zeer geschikt is voor zowel beginners als gevorderden. Het biedt gedetailleerde controle over het modelontwerp en de articulatie, inclusief functies zoals het bridge-gereedschap en het extrude-gereedschap.Blender - Een krachtige software met uitstekende beeldhouwmogelijkheden en een smoothing functie. Het is perfect voor complexe en gedetailleerde modellen, hoewel het een steilere leercurve kan hebben.SolidWorks - Een CAD-programma van professionele kwaliteit dat veel wordt gebruikt in de engineering. Het is uitstekend geschikt voor het maken van complexe mechanische gelede modellen.Wings3D - Een lichtgewicht en gebruiksvriendelijke 3D-modelleringssoftware die zeer geschikt is voor mesh-modellering en het maken van gelede ontwerpen.3D-slicing softwareAls je model ontworpen is, heb je slicing software nodig om je 3D-model om te zetten in printbare instructies. Enkele populaire slicing softwareCura - Een populaire, gratis slicer die met de meeste 3D printers werkt.PrusaSlicer - Bekend om zijn gebruiksgemak en geavanceerde instellingen.Creality Print - Een goede optie voor Creality printers, met aanpasbare instellingen voor verschillende soorten prints.Ontwerpen met 3D printen in gedachtenAls u gearticuleerde 3D modellen maakt, is het cruciaal om te ontwerpen met de beperkingen en mogelijkheden van 3D printen in gedachten. Modellen moeten bijvoorbeeld worden ontworpen met de juiste bewegingsvrijheid, rekening houdend met de minimale grootte van de opening, en knikpunten moeten worden gestructureerd om een soepele werking te garanderen. U kunt ook inspirerende gelede ontwerpen bekijken op 3D-modelopslagplaatsen zoals Creality Cloud.3. Stap-voor-stap handleiding voor het ontwerpen van gelede modellenNu u de juiste gereedschappen hebt, doorlopen we stap voor stap het ontwerpproces van gelede 3D-modellen.Stap 1: Conceptualiseer je ontwerpBegin met het schetsen van je model en bepaal waar je de knikpunten wilt hebben. Dit zijn de gebieden waar beweging zal plaatsvinden, zoals de gewrichten, armen of het hoofd. Bedenk hoe de onderdelen in elkaar passen en welk type gewrichtssysteem het beste werkt. Bijvoorbeeld:Kogelgewrichten zijn ideaal voor flexibele beweging, waardoor onderdelen in verschillende richtingen kunnen draaien.Scharnieren zijn perfect voor ontwerpen waarbij onderdelen open of dicht moeten, zoals in mechanische modellen of speelgoed.Snap-fits kunnen worden gebruikt om beweegbare verbindingen te maken zonder dat er extra onderdelen nodig zijn.Haken kunnen worden gebruikt om losse stukken op te hangen of met elkaar te verbinden.Stap 2: Creëer het basismodelAls je eenmaal een concept hebt, begin dan met het ontwerpen van de hoofdromp of kernstructuur van je model. Dit wordt de basis voor je gelede onderdelen. Houd bij het ontwerpen van het basismodel rekening met de proporties en de balans van het ontwerp. Een goed uitgebalanceerd model zorgt ervoor dat de beweegbare delen, inclusief een eventuele helling of staart, er niet voor zorgen dat het model kantelt of instabiel wordt.Stap 3: Voeg knikpunten toeDe sleutel tot het maken van een functioneel gelede model ligt in de gewrichten. Afhankelijk van je ontwerp kun je het volgende gebruikenKogelgewrichten met sockets die rotatie mogelijk maken.Pengewrichten die op één punt kunnen draaien.Flexibele verbindingsstukken voor onderdelen die moeten buigen.Cilindrische stukken voor een soepele draaibeweging.Afbeelding Bron: RedditZorg er bij het toevoegen van verbindingen voor dat je genoeg ruimte (speling) laat tussen de bewegende delen. Te weinig speling resulteert in onderdelen die niet goed bewegen, terwijl te veel speling kan leiden tot losse verbindingen die niet op hun plaats blijven zitten. Houd rekening met de minimale speling die nodig is voor uw specifieke 3D printer en materiaal.Stap 4: Test de articulatie in CADVoordat u uw ontwerp exporteert voor 3D printen, is het essentieel om de articulatie te testen in de CAD software. Met veel CAD-programma's kun je de beweging van je gewrichten simuleren om er zeker van te zijn dat alles werkt zoals bedoeld. Als je problemen tegenkomt, kun je de gewrichtsgroottes, spelingen of plaatsing aanpassen tot je een soepele beweging krijgt.Stap 5: Het model in plakjes snijden voor 3D printenAls uw model klaar is, is het tijd om het uit te snijden voor 3D printen. Kies de juiste snij-instellingen op basis van de complexiteit en het materiaal van uw model. Enkele belangrijke instellingen om te overwegenLaaghoogte: Een fijnere laaghoogte (0,1 mm-0,2 mm) resulteert in vloeiendere prints, wat essentieel is voor gelede modellen.Infill dichtheid: Gebruik voor gelede onderdelen een lagere vuldichtheid (10%-20%) om gewicht en materiaalgebruik te verminderen.Steunen: Als je model overhangen of complexe scharnierpunten heeft, kan het nodig zijn om ondersteunende structuren te gebruiken. Houd er wel rekening mee dat dit de nabewerking tijdrovender kan maken.4. tips voor 3D printen en assemblerenZodra uw model gesneden is, is het tijd om het te printen! Hier zijn enkele tips voor een succesvolle print:MateriaalkeuzeVoor gelede modellen wilt u een materiaal kiezen dat duurzaam en flexibel is. PLA is een gebruikelijke keuze voor beginners, maar voor robuustere modellen kun je PETG of ABS overwegen. Als je model flexibiliteit vereist, kun je TPU proberen, een flexibel filament.PrinterinstellingenPrinttemperatuur: Volg de richtlijnen van de fabrikant voor het filament dat je gebruikt.Printsnelheid: Overweeg voor gelede modellen om op een lagere snelheid te printen (30mm/s-50mm/s) om de precisie in de gewrichten te garanderen.Ondersteuningen: Gebruik de optie "boomondersteuning" in uw slicer als uw model complexe vormen heeft die ondersteuning nodig hebben tijdens het printen.Vlotten: Overweeg het gebruik van vlotten voor een betere bedhechting, vooral voor modellen met kleine contactpunten.NabewerkingNa het printen kan het nodig zijn om het model op te schonen, steunen en ondersteuningsmateriaal te verwijderen en de onderdelen in elkaar te zetten. Pas bij scharnierende gewrichten op dat u de verbindingspunten niet beschadigt wanneer u de steunen verwijdert. Als de gewrichten stijf zijn, gebruik dan een vijl of schuurpapier om ze glad te maken.Uw model versierenAls je gelede 3D print compleet en in elkaar gezet is, wil je misschien nog wat afwerking toevoegen. Acrylverf is een uitstekende keuze voor het versieren van je model, omdat het goed hecht aan de meeste 3D printmaterialen en er veel verschillende kleuren zijn.5. Veelvoorkomende fouten om te vermijdenHoewel het maken van gelede modellen leuk is, zijn er een paar fouten waar je voor moet oppassen:Te strakke gewrichten: Zorg ervoor dat je gewrichten genoeg speling hebben om soepel te bewegen.Verkeerde onderdeeloriëntatie: Verkeerd georiënteerde onderdelen kunnen resulteren in mislukte prints of zwakke gewrichten.Scharnieren niet testen: Test altijd de beweging van uw model in CAD voordat u gaat printen om verspilling van tijd en filament te voorkomen.6. Geavanceerde technieken voor complexe articulatiesNaarmate u meer ervaring krijgt, kunt u experimenteren met meer geavanceerde technieken voor gelede modellen:Het gebruik van flexibele filamenten zoals TPU voor gewrichten die moeten buigen of uitrekken.Tandwielen of interne mechanismen maken om functionaliteit aan je ontwerp toe te voegen.Hybride modellen die stijve en flexibele onderdelen combineren voor soepelere gewrichten.Het ontwerpen van print-in-place modellen waarbij de scharnierende onderdelen als één stuk worden geprint.7. Voorbeelden van gelede 3D modellen om uit te proberenBekijk om te beginnen een aantal populaire gelede 3D modellen:Gelede dieren (bijvoorbeeld 3D-geprinte axolotls, draken of dinosaurussen met beweegbare staarten).Mechanisch speelgoed zoals robots of voertuigen met werkende assen.Actiefiguren en miniaturen met beweegbare ledematen.