FDM proti SLA 3D tiskanje: Kakšne so razlike?

Hiter pregledni list:

Kako deluje 3D-tiskanje FDM

Modeliranje taljenega nanašanja, ali FDM, uporablja neprekinjeno nitko iz termoplastičnega materiala, ki se segreje do polstaljenega stanja in natančno ekstrudira plast za plastjo za izdelavo tiskanega predmeta. Filamentni materiali, kot sta ABS in PLA, se pogosto uporabljajo v FDM strojih.

Šoba tiskalne glave se premika vodoravno in navpično glede na podatke o prečnem prerezu modela CAD, pri čemer odlaga in strjuje staljeno nitko vzdolž poti orodja, preden se premakne navzgor in ponovi postopek. Podporne strukture je mogoče zgraditi in kasneje odstraniti, da se premostijo vrzeli in previsi. Relativno preprost mehanski postopek tiskalnikov FDM prispeva k cenovni dostopnosti in dostopnosti tako za občasne uporabnike kot za podjetja.

Kako deluje SLA 3D-tiskanje

Stereolitografija predstavlja eno najzgodnejših tehnologij 3D-tiskanja. Današnji SLA tiskalniki izdelujejo predmete iz fotoobčutljive tekoče smole, shranjene v kadeh. Ultravijolični laser natančno sledi prečnemu prerezu model, zaradi česar se smola strdi.

Gradbena ploščad se nato dvigne, da se tekoča smola steče pod njo in pripravi na strjevanje naslednje plasti. Nestrjena smola ostane nespremenjena in se lahko ponovno uporabi.Nekateri cenovno dostopni SLA stroji za lažje upravljanje namesto laserjev uporabljajo strjevanje z LCD-maskiranjem. Podporne strukture olajšajo previse, vendar pustijo opazne brazgotine, če niso pravilno odstranjene po tiskanju. Na splošno SLA postopek omogoča izjemno gladke površinske obdelave.

Kakovost in ločljivost tiskanja: SLA zmaga pred FDM

Ko gre za kakovost in natančnost izdelave, SLA 3D-tiskanje nedvomno prekaša FDM modele. SLA izkorišča svoj mehanizem strjevanja z ultra fino smolo za izjemno visoko ločljivost tiska do 25–50 mikronov aksialno. Gladke ukrivljene geometrije in miniaturne podrobnosti je mogoče enostavno reproducirati. FDM zaradi širine nanašanja filamenta težko preseže 150 mikronov.

Površinska obdelava osvetljuje tudi stopničaste linije plasti FDM v primerjavi z gladko enakomernostjo SLA. Tekoča smola lepo posnema konture za profesionalno kakovost površine. Le natančna naknadna obdelava lahko zgladi vidne plasti FDM do skoraj SLA kakovosti, kar poveča napor uporabnika. Za aplikacije, kjer sta pomembna niansirana natančnost in privlačen vizualni videz, SLA premaga FDM pri zagotavljanju izjemne ločljivosti tiskanja.

Materiali in vzdržljivost: FDM in SLA kažeta mešane rezultate

Paleta materialov, združljivih s SLA in FDM, razkriva edinstvene prednosti, specifične za vsako tehnologijo. Fotopolimeri, ki se uporabljajo v 3D-tiskalnikih SLA, ponujajo izjemno natančnost, kakovost površine, gladko rokovanje in lahko težo na račun trajnosti. Epoksidne smole in akrilati ustrezajo potrebam konceptualnega modeliranja, vendar jim primanjkuje trdnosti za resnične obremenitve. Termoplasti, kot sta ABS in PLA v FDM, imajo vrhunsko oprijemljivost plasti in mehanske lastnosti, medtem ko PETG in najloni širijo kemične, temperaturne in trdnostne meje.

Vse bolj inženirski materiali FDM zagotavljajo fleksibilnost, ki vzdrži različne obratovalne pogoje, kar še dodatno povečuje prirojena absorpcija udarcev večplastne strukture. To daje FDM prednost pri izdelavi trpežnih končnih delov, medtem ko SLA odloča tam, kjer vizualna kakovost in geometrijska kompleksnost prevladata nad zahtevami po surovi trdnosti.

Hitrost in prepustnost: FDM in SLA kažeta pariteto

Sodobne platforme za 3D-tiskanje FDM in SLA imajo optimizirane hitrosti izdelave, ki omogočajo hitro izdelavo odtisov z minimalnim kompromisom glede kakovosti. Visokozmogljive produkcijske SLA enote, kot je Form 3B, se ponašajo s hitrostmi tiskanja do 20 cm na uro pri aksialni ločljivosti 25 mikronov. Enakovredne namizne možnosti FDM, kot je Ultimaker S5, obvladujejo hitrosti tiskanja, ki presegajo 24 kubičnih centimetrov na uro pri primerljivi kakovosti. Nastavitve CUSTOM omogočajo prilagajanje višine plasti in polnila v primerjavi s kakovostjo.

Kar zadeva čisto hitrost, ima SLA morda le manjšo prednost pred FDM, zlasti pri tiskanju polnega obsega. Vendar pa lahko vključitev priprave tiska in naknadne obdelave izenači celotne čase izdelave. Večje platforme zdaj omogočajo neprekinjeno proizvodnjo z avtomatiziranim zaporedjem opravil. Skupaj obe metodi zagotavljata zadovoljivo hitrost in učinkovitost za večino aplikacij. Obseg in optimizacija tiskanih opravil vplivata na opažene razlike v pretočnosti.

Stroški: kratkoročni in dolgoročni stroški

Stroški lastništva igrajo ključno vlogo pri uporabo zmogljivosti 3D-tiskanja, pa naj bo to hobi ali industrijski razred. Stroški strojev, obratovalni stroški in vzdrževanje si zaslužijo enakovredno upoštevanje kot zmogljivost gradnje. Kar zadeva začetne stroške nakupa, Začetniški FDM tiskalniki v maloprodaji pod 300 USD medtem ko začetni SLA stroji dosežejo najmanj več kot 1000 dolarjev. Visokozmogljive industrijske platforme zlahka presežejo 100.000 dolarjev.

Vendar, SLA sčasoma obrne enačbo z nižjimi cenami smole, kar hitreje pokrije naložbe v opremo. Inženirski termoplasti še vedno zahtevajo 4-krat višje stroške na volumen v primerjavi s tekočo smolo.Poraba energije, nadomestnih delov in dela je pri enostavnejšem sistemu SLA prav tako nižja. Optimizirani delovni tokovi izkoriščajo hitrost SLA za povečanje prihodkov od hitre proizvodnje. Za podjetja nižji skupni stroški lastništva in obdobje preloma spodbujata sprejetje. Hobisti uživajo v nižjih zagonskih stroških FDM.

Enostavnost sprejemanja: tehnologija FDM je bolj prijazna za začetnike

Predvsem za novince, FDM tiskalniki ponujajo boljše možnosti za enostavno sprejetje in delovanje. Njihovi varni materiali, enostavnejša mehanika in zanesljivost pri daljših delih brez nadzora vzbujajo zaupanje. Začetniki v šolah in gospodinjstvih najdejo dovolj fleksibilnosti pri izdelavi brez pretiranega prilagajanja. Dodatni varnostni vidiki SLA glede fotoobčutljivih smol in čistilne naprave lahko povečajo krivuljo učenja. Omejeni materiali in možnost odpovedi nosilcev prav tako ustvarjajo neželeno kompleksnost.

Vendar, SLA ima na voljo bolje uveljavljene spletne platforme za odpravljanje težav, saj je tehnologija veliko starejša in ima izkušnje z ... skupnost in bazo znanja, ki jo je mogoče izkoristiti. Dobro dokumentirane sistemske nianse olajšajo napredovanje pri učenju. Vendar pa SLA še vedno zahteva več praktičnega sodelovanja za uspešen tisk v primerjavi z vse bolj avtomatiziranimi sistemi FDM. Za tiste, ki si lahko vzamejo čas, SLA nagradi z vrhunsko kakovostjo tiska.

Zanesljivost in vzdrževanje: FDM se sčasoma bolje obnese

Pri vsakodnevnem delovanju v več mesecih intenzivne uporabe se tiskalniki FDM običajno bolje obnesejo v primerjavi z bolj zahtevnimi stroji SLA. Relativna preprostost FDM-ja, ki temelji na robustnem sistemu gibljivega portala, zmanjšuje potencialne točke odpovedi zaradi omejene izpostavljenosti komponent obremenitvam. Ozke tolerance filamentov preprečujejo zatikanje in blokiranje šob v primerjavi z ravnanjem s SLA smolo. Materiali FDM po tiskanju prenesejo tudi daljšo izpostavljenost okolju, ne da bi se pri tem poslabšali.

Vendar, FDM še vedno zahteva nenehno fino nastavljanje osi, jermenov in vročih delov, da se ohrani natančnost tiskanja. Kovinski deli se sčasoma obrabijo. Optika SLA se močno poslabša zaradi prahu iz okolice ali smole, ki se prikrade v sistem, kar zahteva temeljito spremljanje življenjske dobe laserja/LCD-zaslona. Na splošno je FDM-jeva prizanesljiva narava primerna za manj pozorne uporabnike v običajnih in industrijskih okoljih. Vendar pa spoštovanje preventivnih in korektivnih vzdrževalnih postopkov vsake tehnologije zagotavlja leta produktivnosti.

Aplikacije, ki kažejo prednosti 3D-tiskanja FDM in SLA

Primerjava aplikacij FDM in SLA znotraj panog poudarja, kje vsak proces prekaša drugega za specializirane potrebe:

• Konceptualno modeliranje: Izjemna površinska obdelava in mikro natančnost SLA omogočata oblikovalcem izdelkov, da ustvarijo prototipe, ki ustrezajo proizvodni estetiki za ergonomsko oceno in trženje. Za konceptno testiranje je izvedena vizualizacija delov motorja.
• Orodja in litje: Za kalupe za izdelavo orodij vseh velikosti SLA kalupi stroškovno učinkovito premostijo nanoskopsko geometrijo in kemično/toplotno odpornost med ulivanjem kovinskih, plastičnih ali kompozitnih končnih delov.
• Avtomobilizem: Funkcionalni avtomobilski deli, od zadnjih luči do prezračevalnih odprtin, dosegajo gladko trdnost s pomočjo termoplastike FDM, kar dopolnjuje avtomatizirana proizvodnja brez uporabe rok. Pedala in prestave po meri je mogoče enostavno namestiti.
• Letalstvo in vesolje: Z certificiranimi materiali in ogromnimi količinami izdelave FDM omogoča izdelavo lahkih komponent letal, kot so notranje rešetke in kanali, odporni na zahtevne vibracije in nadmorske višine.
• Zdravstvo: Z uporabo biokompatibilne smole SLA brezhibno izdeluje prilagojene proteze, slušne aparate, proteze in vsadke, kar izboljšuje prileganje in okrevanje pacientov.
• Izobrazba: Široka paleta materialov, varnost v pisarni in mehanska preprostost FDM omogočajo praktično vključevanje študentov v uporabno učenje STEM prek natisov, ki odražajo teorijo predmeta.

Čeprav današnje tehnologije FDM in SLA s stalnimi inovacijami še naprej zmanjšujejo vrzel v zmogljivostih, njihove inherentne mehanske razlike ustvarjajo prednosti, ki so edinstvene za vsako tehniko. Upoštevanje kakovosti tiskanja, materialov, obratovalnih stroškov in delovnega procesa omogoča izbiro najpametnejše metode 3D-tiskanja za vsako aplikacijo.

Zaključek

Pri odločanju med FDM in SLA skrbno pretehtajte osebne ali poslovne prioritete, kot so natančnost, potrebe po materialih, obratovalni stroški in enostavnost uvedbe, namesto da bi enega strogo razglasili za boljšega. Oba kažeta prednosti v pravih aplikacijah – SLA za neprimerljivo gladkost in podrobnosti, FDM za cenovno dostopnost in raznolike materiale. Analizirajte ključna merila glede na primere uporabe, da uskladite zahteve z zmogljivostmi procesa in razumete inherentne kompromise. Medtem ko FDM in SLA še naprej napredujeta z nenehnimi inovacijami, njune komplementarne prednosti ustvarjajo različne niše, ki spodbujajo specializacijo pred konkurenco znotraj rastoče industrije 3D-tiskanja. Prepoznavanje idealnih sinergij med prioritetami in prednostmi procesa maksimizira koristi na obeh tehnoloških poti.

Preberi več

• QIDI TECH predstavlja nove 3D-tiskalnike na sejmu TCT Asia
• Novo poglavje QIDISlicerja
• Priporočila za plačljivo programsko opremo za modeliranje