Hartsi- tai filamentti 3D -tulostimet: Mikä on parempi aloittelijoille?

Aloittelevana valmistajana ostamassa ensimmäistä 3D-tulostinta, tunnet todennäköisesti olosi hämmentyneeksi tuntemattomista laitteista, jotka ylpeilevät "vertaitamattomalla resoluutiolla" tai "teollisuusluokan materiaaleilla". Tämä aloittelijan opas erittelee kahden tuottoisimman menetelmän – filamenttitulostuksen ja hartsitulostuksen – väliset erot, jotka kattavat tekijöitä, kuten sopivuuden sovellukseen, taloudellisuuden, tulostuslaadun, turvallisuuden ja paljon muuta. Lue lisää ennen kuin otat askeleen 3D-tulostuksen pariin!

Nopea vertailu: Hartsi- vs. filamentti-3D-tulostimet

Ominaisuus	Filamentti	Hartsi
Hyvät puolet	Kustannustehokas, helppokäyttöinen	Korkea resoluutio, sileä viimeistely
Haittoja	Näkyvät kerrokset, höyryt	Myrkyllinen, kalliimpi
Asennus	Yksinkertaisempi kokoonpano	Jyrkkä oppimiskäyrä
Huolto	Säännöllinen puhdistus	Tehokkaat turvatoimenpiteet
Lopputuote	Toimivat prototyypit	Yksityiskohtaiset mallit

Miten filamentti-3D-tulostimet toimivat

Filamentti-3D-tulostimet käyttävät prosessia nimeltä Fused Deposition Modeling (FDM) rakentaakseen osia kerros kerrokselta termoplastisesta filamentista. Tulostin syöttää filamenttia kelalta kuumaan suuttimeen, joka lämmittää materiaalin puolisulaan tilaan. Suutin asettaa filamentin tulostusalustalle CAD-mallin geometrian mukaisesti. Kerrosten kasaantuessa ne sulautuvat yhteen luoden kiinteän 3D-objektin. Filamenttitulostimet käyttävät tyypillisesti yleisiä muoveja, kuten PLA, ABSja PETG, jotka toimivat halpoina ja laajalti saatavilla olevina tulostusmateriaaleina.

Filamenttitulostuksen edut aloittelijoille

Materiaalinvaihdon helppous

Pöytäfilamenttitulostimet mahdollistavat kelojen vaihtamisen helposti eri materiaaleille tulostamista varten. Satoja filamenttityyppejä Saatavilla vakiohalkaisijoissa, aloittelijat voivat kokeilla materiaaleja, kuten kestävää nailonia, joustavaa TPU:ta, puuta sisältäviä erikoissekoituksia, hiilikuitua ja paljon muuta vain nopealla puolanvaihdolla.

Laaja valikoima materiaalivaihtoehtoja

Yleisten muovien lisäksi, kuten PLA ja ABS, filamenttitulostus ylpeilee runsas valikoima materiaaleja ainutlaatuisilla ominaisuuksilla, jotka ulottuvat joustavuuteen, kestävyyteen, lämmön- ja kemikaalien kestävyyteen, koristeellisuuteen ja muuhun. Tämä antaa käyttäjille luovuutta viimeistelyefektien ja toiminnallisuuden suhteen.

Kustannustehokkuus ja saavutettavuus

Sekä pöytäfilamenttitulostimet että niihin liittyvät materiaalit maksavat yleensä kohtuullisen vähän.verrattuna muihin painomenetelmiin. Kilpailukykyisten hintojen ja kaikkien budjettien mukaisten koneiden sekä edullisten kelojen ansiosta filamenttitulostus tarjoaa edullisimman tavan kokeilla nopeaa prototyyppien valmistusta.

Vahvojen osien potentiaali

ABS-muovista ja nailonista painetut osat voivat saavuttaa huomattavan vetolujuuden, kun ne tulostetaan optimaalisilla suuntauksilla ja täyttöasteilla. Toiminnalliset työkalut, robotiikan komponentit, tuotannon loppukäyttöosat ja paljon muuta ovat toteutettavissa.

Filamenttitulostuksen haitat aloittelijoille

Näkyvät tasoviivat ja jälkikäsittely

Additiivisen valmistusreitin ansiosta pystysuorien 2D-kerrosten väliset jäljet pysyvät näkyvissä kulmikkaissa tai kaarevissa geometrioissa. Hionta ja maalaus ovat välttämättömiä, jos tavoitteena on lasinsileä pinta, mikä lisää työmäärää.

Tulosteiden anisotrooppinen luonne

Kerrosten välinen tarttuvuus vaihtelee eri osien akseleiden välillä, mikä johtaa alhaisempaan lujuuteen kerroksia irrotettaessa verrattuna kerroksen sisäisten sidosten repeämiseen. Tämä vaatii geometrian huolellista suuntaamista mekaanisiin kuormiin.

Ilmanvaihtovaatimukset mahdollisten höyryjen vuoksi

Sula muovi ja hiukkaset korkeamman lämpötilan materiaaleista, kuten ABS-muovit päästävät epämiellyttäviä hajuja. Aloittelijoiden on huolehdittava riittävästä työtilan ilmanvaihdosta ja ilmansuodatuksesta etukäteen.

Miten hartsi-3D-tulostus toimii

Hartsi-3D-tulostimet käyttää nestemäistä fotopolymeerihartsia, kovettamalla sitä valikoivasti kerros kerrokselta valolla osien rakentamiseksi. Yleisiä valonheijastustekniikoita ovat mm. stereolitografia (SLA), digitaalinen valonkäsittely (DLP) tai LED-maskaus. Tulostusalusta laskeutuu hartsisäiliön läpi, jolloin uudet nestekerrokset muodostuvat valotusten välillä. Kun jähmettynyt hartsituloste on valmis, se on huuhdeltava ja kovetettava.

Hartsipainatuksen edut aloittelijoille

Korkealaatuinen pinnanlaatu ja resoluutio

Kun hartsitulostimet jähmettävät koko kerroksen kerralla, pintakäsittelystä tulee kiiltävä ja sileä jopa 25 mikronia filamenttien ominaisuuksia paremmin ylittävä resoluutio. Tämä mahdollistaa huomattavan yksityiskohtaisten miniatyyrien tekemisen.

Isotrooppisen osan tuotanto

Nestemäisen hartsin tasainen kovettuminen mahdollistaa vahvat isotrooppiset ominaisuudet, jotka eivät vaikuta kerrosten kohdistukseen, kuten FDM-tulostusOsat kestävät murtumista yhtä hyvin kaikkiin suuntiin.

Ihanteellinen monimutkaisten pienoismallien valmistukseen

Vertaansa vailla oleva tarkkuus jopa 25 mikroniin asti yhdistettynä kerroksettomiin pintoihin tekee hartsista täydellisen materiaalin poikkeuksellisen yksityiskohtaisiin maalattaviin miniatyyreihin pelaamiseen tai rekvisiittoihin ja koruihin, joissa on negatiivista tilaa, jota filamentilla on vaikeuksia tuottaa ilman valtavaa viimeistelyä.

Hartsipainatuksen haitat aloittelijoille

Myrkyllisyyshuolenaiheet

Nestemäiset hartsit ovat edelleen vaarallisia tarvitsevat suojaa ihokosketukselta. Tulostus vapauttaa myös mikrohiukkasia, jotka vaativat käsineiden, hengityssuojainten ja suodatusratkaisujen käyttöä turvallisen tulostuksen varmistamiseksi, mikä asettaa korkeita oppimisodotuksia.

Kone- ja materiaalikustannukset

Yhdistetyt tulostinlaitteistot, toistuvat hartsipullot ja viimeistelytarvikkeet ovat huomattavasti kalliimpia kuin filamenttitulostuspaketit, mikä tekee hartsiominaisuuksista kalliimman investoinnin aloittelijoille.

Monivaiheinen jälkikäsittely

Suoraan hartsitulostimesta tulostetut tulosteet käyvät läpi monivaiheisen puhdistuksen, joka sisältää liuotinpesun, UV-valokovetuskammiot ja muita pakollisia vaiheita ennen käyttöä, mikä lisää aloittelijoiden työtuntien määrää projektiaikataulujen puitteissa.

Vertaileva analyysi aloittelijoille

Kokonaisvaltaisen arvioinnin tekeminen eri tekijöistä, jotka vaikuttavat ensikertalaisten jatkuvaan kokemukseen ja pitkän aikavälin tulostusmenestykseen, antaa syvempää tietoa ennen tulostintyypin valintaa.

1. Alkuasetukset ja oppimiskäyrä

Perustason pöytäfilamenttikoneet tarjoavat nopeamman kokoonpanon ja rajoitetun kalibroinnin verrattuna hartsin moniosainen astia, joka vaatii vuotamattoman asennuksen. Filamentti tarjoaa asteittaisen oppimisprosessin ja vähemmän aluksi pelottavia vikaantumiskohtia.

2. Jatkuva huolto ja turvallisuus

Hartsimateriaalit vaativat huomattavasti suurempia turvallisuusinvestointeja henkilönsuojaimiin, höyrysuodatukseen, UV-kovetuslaitteisiin ja vaarallisten jätteiden hävittämiskoulutukseen. Aloittelijat aliarvioivat tätä vastuuvajetta.

3. Pitkän aikavälin kustannukset ja päivitykset

Vaikka filamenttilaitteet maksavat huomattavasti vähemmän alkuun, hartsitulostimet tuovat mukanaan toistuvia kulutuskuluja hartsipulloihin, suodattimiin ja viimeistelytarvikkeisiin, jotka peittävät filamentin 2–3 vuoden kuluessa. Myös päivitysten, kuten kovetuslaitteen, budjetti vaihtelee suuresti.

4.Lopputuotteen laatuodotukset

Idealisoitu markkinointi esittelee ja liioittelee aloittelijoiden painolaatua. Filamenttitulostetut osat sopivat hyvin visuaaliseen prototyyppien valmistukseen jonkin verran viimeistelyä varten, mutta niistä puuttuvat hartsin upeat miniatyyrit, jotka ylpeilevät moitteettomalla tarkkuudella ja tasaisuudella. Hallitse odotuksiasi vastaavasti.

Huomioitavia tekijöitä 3D-tulostusmenetelmää valittaessa

Kun ymmärretään eri menetelmien erilaiset ominaisuudet ja rajoitukset, tarpeita ja rajoituksia parhaiten vastaavan menetelmän päättäminen edellyttää seuraavien arviointia:

1. Käyttötarkoitus ja projektityypit

Sovita tulostintekniikka suunniteltuihin sovelluksiin. Filamentti sopii prototyyppeihin, työkaluihin ja taloustavaroihin. Hartsi on erinomaista yksityiskohtaisissa miniatyyreissä, koruissa ja malleissa, joissa arvostetaan erittäin tarkkoja ominaisuuksia, joita ostajat eivät voi fyysisesti testata omin käsin ennen ostamista.

2. Budjettinäkökohdat

Hartsitulostimet ja toistuvat materiaali-/ylläpitokustannukset ohittavat nopeasti filamenttien omistusoikeuden. Erityisesti aloittelijoiden on arvioitava kohtuuhintaista pääsyä laitteisiin, varatarvikkeisiin ja tarvittaviin lisävarusteisiin, kuten kovetuslaitteisiin, 2–3 vuoden aikajänteellä.

3. Työtilan rajoitukset ja turvallisuustekijät

Myrkyllisen hartsin käsittely edellyttää kattavaa henkilökohtaista suojausta mukaan lukien kertakäyttökäsineet, hiukkasmaskit ja työtilan ilmanvaihtosuodattimet. Ilman asianmukaisia rajattuja työpajan olosuhteita etukäteen aloittelijat vaarantavat terveyden ja ympäristön laiminlyönnin.

4. Aikainvestointi toimintaan ja jälkikäsittelyyn

Työnkulun aikakulujen vaihtelu jää usein huomiotta. Hartsilaitteiden kalibrointi ennen tulostusta, pesukovetus tulostuksen jälkeen ja mallituen poistaminen voivat helposti kolminkertaistaa aikainvestoinnit filamenttiprojekteihin verrattuna ennen kuin epäonnistuneiden tulosteiden vianmääritys otetaan huomioon.

Tarpeiden arviointi erittäin yksityiskohtaisen valmistuksen vaatimusten, käyttöbudjettien, turvallisuusmääräysten ja työaikainvestointien osalta auttaa tunnistamaan sopivan aloittelijan teknologian. Myös paikallisten käyttäjäryhmien palautteen pyytämistä suositellaan.

Takeaway

Ensimmäistä 3D-tulostinta valitessaan aloittelijoiden on tasapainotettava teknologiset ominaisuudet ja yksilöllinen asiantuntemus. Filamenttitulostimet tarjoavat helpoimman ja edullisimman tavan tutkia omaa valmistusta ja mahdollistaa asteittaisen taitojen kehittämisen hyväksyttyjen suunnittelurajoitusten ympärillä. Hartsijärjestelmät mahdollistavat erinomaisen tarkkuuden ja pinnanlaadun, mutta ne edellyttävät myös tiukempia turvatoimia, jälkikäsittelyä ja käyttöbudjetteja, joita aloittelijat usein aliarvioivat. Sen sijaan, että he julistaisivat suoranaista teknologista ylivoimaa, heidän tulisi arvioida perusteellisesti ja rehellisesti itse tarpeensa ja rajoitteensa ennen käyttöönottoa.

Lue lisää

• SLA vs. FDM 3D-tulostus: Kumman tekniikan kannattaa valita?
• 3D-tulostusmateriaalien opas: Innovoi valmistusprosessiasi
• ABS vs. PLA: Kumpi sopii paremmin 3D-tulostustarpeisiisi?
• 3D-tulostin: Hinnoittelutekijät ja kustannusnäkökohdat (2024)