Je wilt een onderdeel maken dat straks niet alleen mooi oogt, maar ook stevig genoeg is en zonder gedoe te printen valt. In deze gids neem ik je stap voor stap mee in het ontwerpen van 3D-modellen voor 3D-printen.
De focus ligt op FDM, de meest gebruikte techniek waarbij gesmolten kunststof laag voor laag wordt opgebouwd. Je leert hoe je slim ontwerpt, waar je rekening mee moet houden en hoe je fouten voorkomt.
Wat is een 3D-model en wat betekent dat voor printen?
Een 3D-model is simpel gezegd de digitale blauwdruk van je onderdeel. Een printer kan er niets mee totdat je het in lagen omzet. Omdat een FDM-printer laag op laag werkt, bepaalt jouw ontwerpkeuze straks hoe sterk, nauwkeurig en netjes het eindresultaat wordt. Denk daarbij aan laagrichting, zichtvlakken en de plekken waar je onderdeel krachten moet weerstaan.
CAD en STL: de twee belangrijkste bestandsvormen
Een CAD-bestand is je ontwerpbestand. Hier kun je alles nog aanpassen: maten wijzigen, functies toevoegen, vormen verbeteren. Zodra je exporteert naar STL zet je die perfecte wiskundige vormen om in een mozaïek van driehoekjes. Dat is prima voor de printer, maar bijna niet meer te bewerken. Kort gezegd: CAD is flexibel en aanpasbaar, STL is de vastgezette versie die je print.
Anisotropie: waarom richting uitmaakt
FDM-prints zijn anisotroop. Dat betekent dat ze in de ene richting sterker zijn dan in de andere. In de XY-richting (breedte en diepte) is een onderdeel meestal steviger, terwijl het in de Z-richting (hoogte) sneller kan breken langs de lagen. Daarom is het slim om onderdelen zo te oriënteren dat de belangrijkste krachten in XY vallen. Binnenhoeken kun je beter afronden, zodat spanning zich niet ophoopt en er geen scheuren ontstaan.
Essentiële ontwerpregels voor FDM
Goed ontwerpen begint met simpele vuistregels. Je hoeft geen ingenieur te zijn, maar je moet wel weten hoe je wanddikte, overhangen en pasvormen in balans houdt.
Wanddikte en sterkte
Wanddikte bepaal je altijd in verhouding tot je nozzle. Bij een standaard 0,4 mm nozzle werkt een minimale wand van 0,8–1,2 mm voor niet-kritische onderdelen. Voor functionele delen gebruik je liever 1,6–2,4 mm, zodat er voldoende sterkte zit op de belastte zones.
Te dunne wanden kunnen delamineren: de lagen hechten dan niet goed aan elkaar en laten los. Te massief printen voegt weinig extra sterkte toe, maar vergroot wel de kans op krimp en extra printtijd.
Overhangen, gaten en pasvormen
Overhangen zijn vlakken die zonder ondersteuning uitsteken. Alles steiler dan ongeveer 45 graden heeft support nodig. Dat maakt het oppervlak ruwer en de print duurder. Je voorkomt dit door vlakken schuin te laten oplopen of bruggen korter te maken. Hoe minder support, hoe netter het resultaat.
Gaten en pasvormen vragen altijd om wat speling. Modelleer boorgaten iets groter dan de nominale maat, omdat ze in FDM vaak iets dichtlopen. Voor schuivende onderdelen reken je enkele tienden millimeter per kant.
Bij klikverbindingen is dit nog belangrijker. Een klikverbinding is een constructie waarbij een flexibel armpje in een uitsparing klikt, zodat twee delen vast blijven zitten zonder schroeven of lijm. Om breuk te voorkomen maak je die armen taps toelopend en rond je de overgang naar de basis af.
De beste software om 3D-modellen te maken
De keuze voor software hangt af van je doel, je ervaring en hoe vaak je wilt ontwerpen. Het mooie is dat er voor elk niveau en elke toepassing een passend pakket bestaat.
Voor beginners en eenvoudige ontwerpen
Tinkercad is eenvoudig en werkt direct in de browser. Het is ideaal voor beginners en simpele onderdelen zoals houders, doppen en klemmen. Je leert er snel mee in volumes denken en krijgt gevoel voor het 3D-ontwerp.
Voor gevorderden en technische modellen
Autodesk Fusion 360 is krachtiger en parametrisch. Dat betekent dat je relaties tussen maten kunt leggen en makkelijk varianten maakt. Voor technische onderdelen en functionele prototypes is dit de meest logische keuze.
Blender is daarentegen interessant voor organische vormen en creatieve ontwerpen. Het vraagt wat meer discipline om strakke toleranties aan te houden, maar het biedt veel vrijheid voor vloeiende vormen.
Andere goede opties
Wil je liever in de browser werken of open source gebruiken, dan zijn Onshape en FreeCAD goede alternatieven. Onshape is modern, draait volledig online en lijkt qua functies op commerciële CAD-pakketten. FreeCAD is gratis en veelzijdig, en hoewel de interface soms wat minder intuïtief is, blijft het zich ontwikkelen en groeit de community.
Hoe exporteer en controleer je je model vóór het printen
Je model is klaar in CAD, maar dat betekent nog niet dat het zonder problemen te printen is. Veel fouten ontstaan juist bij het exporteren of het controleren van de mesh. Door hier wat extra aandacht aan te besteden, bespaar je jezelf een hoop misprints.
STL-kwaliteit en bestandsgrootte
Wanneer je een model naar STL exporteert, zet de software je gladde vlakken om in driehoekjes. Hoe fijner die driehoekjes, hoe gladder rondingen eruitzien in de slicer. Maar hoe fijner je export, hoe groter je bestand.
Een te grove export geeft hoekige randen, terwijl een extreem fijne export alleen maar zorgt voor gigantische bestanden die langzaam werken. Het doel is een balans: zo fijn dat rondingen er vloeiend uitzien, maar niet zwaarder dan nodig.
Controle van schaal en mesh
Werk altijd in millimeters en check in de slicer of de schaal klopt. Verkeerde units zijn een veelgemaakte fout waardoor onderdelen ineens tien keer te klein of juist veel te groot worden.
Daarnaast moet je model manifold zijn. Dat betekent dat de mesh volledig gesloten is, zonder gaten of overlappende vlakken. Een mesh die niet waterdicht is, kan rare printpaden veroorzaken. De meeste slicers hebben ingebouwde reparatiefuncties, maar het is beter om dit al in je export te corrigeren.
Veelgemaakte fouten bij ontwerpen voor 3D-printen
Iedereen maakt fouten bij het ontwerpen, zeker in het begin. Het goede nieuws is dat veel problemen voorspelbaar én te voorkomen zijn.
Te dunne wanden en te kleine gaten
Een veelvoorkomend probleem is dat wanden te dun worden gemodelleerd. In CAD ziet het er prima uit, maar in de praktijk hebben die wanden niet genoeg lagen om stevig te zijn. Het resultaat: delamineren of breken.
Hetzelfde geldt voor gaten. Die lopen bij FDM vaak iets dicht, waardoor schroeven en pennen er niet in passen. Een paar tienden millimeter extra maakt al een wereld van verschil.
Onnodig support en massief modelleren
Support is handig, maar vermijd het zo veel mogelijk voor betere prints. Als je een onderdeel ontwerpt dat alleen maar steile overhangen heeft, weet je zeker dat er support nodig is. Door vlakken slim te kantelen of details te verplaatsen, wordt het printen een stuk makkelijker.
Ook volledig massieve modellen zijn een valkuil. Het lijkt misschien sterker, maar massieve prints trekken krom en kosten enorm veel tijd en materiaal. Slimme ribben en holle vormen zijn vaak sterker én lichter.
Zo maak je je ontwerp printbaar én betaalbaar
Een goed ontwerp is niet alleen technisch correct, maar ook efficiënt in kosten en printtijd. Je hebt zelf veel invloed op de prijs door slim te modelleren.
Beperk de hoogte en het bouwvolume
Elke extra millimeter in de hoogte kost printtijd. Lange, smalle onderdelen kun je beter platleggen als dat qua sterkte kan. Extreem lange onderdelen splits je in segmenten en ontwerp je met klik- of schroefverbindingen, zodat ze later weer in elkaar passen.
Ga slim om met materiaal en support
Stijfte komt niet door alles massief te maken, maar door de vorm slim te gebruiken. Ribben, holle profielen en meerdere buitenlagen leveren meer op dan een hoge infill. Voor de meeste toepassingen werkt 15 tot 30 procent infill met voldoende perimeters prima. Tegelijk bespaar je veel materiaal en printtijd.
Ook kun je vaak support vermijden door hoeken schuin te maken of details net anders te plaatsen. Elke uur minder printtijd merk je direct in de prijs/kwaliteit. Voor meer tips check ons artikel over goedkopere 3D-prints.
Veelgestelde vragen tijdens het ontwerpen
Veel ontwerpvragen komen steeds terug. Door hier vooraf rekening mee te houden, voorkom je teleurstellingen.
Hoe klein kan tekst zijn op een FDM-print?
Tekst moet minimaal 0,6 tot 0,8 millimeter hoog of diep zijn en een lijndikte van minstens 0,4 millimeter hebben. Oriënteer de tekst naar boven voor het beste resultaat.
Kun je scharnieren en klikverbindingen printen?
Ja, dat kan. Een klikverbinding is een flexibele constructie waarbij een armpje in een uitsparing klikt en zo onderdelen vastzet. Houd wel altijd speling aan en rond scherpe hoeken af. Voor scharnieren is het belangrijk dat je voldoende ruimte inbouwt zodat de onderdelen soepel bewegen.
Hoe voorkom je dat hoeken kromtrekken?
Kromtrekken, ook wel warping genoemd, gebeurt vooral bij grotere onderdelen en materialen als ABS of ASA. Afgeronde hoeken, een brim in de slicer en het juiste materiaalgebruik maken veel verschil. Print je voor buitengebruik, dan is ASA vaak de veiligste keuze.
Conclusie en volgende stap
Goed ontwerpen voor 3D-printen begint niet bij de printer, maar bij je model. Als je rekening houdt met wanddikte, overhangen, toleranties en oriëntatie, krijg je onderdelen die sterk zijn, netjes ogen en zonder verrassingen uit de printer komen.
Kleine aanpassingen zoals een afronding op een hoek of een paar tienden millimeter extra speling maken vaak het verschil tussen passen en niet passen.
Wil je je ontwerp meteen in handen hebben zonder te stoeien met instellingen of testprints? Upload je model en zie direct de prijs.
