SLA Vs. FDM: Yleisten 3D -tulostustekniikoiden vertailu

3D -tulostustekniikka on tähän mennessä kehittynyt, ja siitä on tullut tärkeä voima valmistusteollisuudessa, muuttaen tapaa, jolla tuotteet suunnitellaan ja valmistetaan. Monien 3D -tulostustekniikoiden joukossa SLA (stereolitografia) ja FDM (sulatettu laskeuman mallintaminen) ovat kaksi erittäin yleistä ja laajalti käytettyä tekniikkaa. SLA käyttää ultraviolettilasereita valoherkkien hartsien säteilytykseen ja kiinteistökerroksen kiinteistökerroksella kolmiulotteisten esineiden rakentamiseksi. Tämä tekniikka voi tuottaa hienoja ja monimutkaisia ​​esineitä, joilla on erittäin korkea tarkkuus ja sileät pinnat, ja se voi käyttää eri värien ja tekstuurien hartsimateriaaleja. FDM lämmittää ja sulaa muoviset filamentit ja kerrostuu sitten materiaalikerroksen kerroslla suulakepuristimen läpi esineen muodostamiseksi. Sen periaate on yksinkertainen, laitteiden kustannukset ja materiaalikustannukset ovat suhteellisen alhaiset ja tulostusnopeus on nopea. Sitä käytetään laajasti perheissä, kouluopetuksessa, valmistajatiloissa ja pienessä teollisuustuotannossa, mutta se on yleensä huonompi SLA: n tarkkuuden ja pinnan laadun suhteen. SLA: n ja FDM: n ominaisuuksien, etujen ja rajoitusten ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää asianmukaisten 3D -tulostustekniikoiden rationaaliselle valinnalle eri toimialoilla ja sovellusskenaarioilla. Tämä artikkeli suorittaa perusteellisen vertailevan analyysin SLA: sta ja FDM: stä, kahdesta yleisestä 3D-tulostustekniikasta, jotta voidaan tehdä parempia päätöksiä käytännön sovelluksissa.



Mitä eroa SLA: n ja FDM 3D -tulostimen välillä on?
1.Mikä on FDM 3D -tulostin?
1.1 miten FDM 3D -tulostimet toimivat?
2.Mikä on SLA 3D -tulostin?
2.2 Kuinka SLA 3D -tulostimet toimivat?
3. SLA: n ja FDM: n materiaaliominaisuudet
4. SLA- ja FDM 3D -tulostimien karakteristit
4.1 SLA 3D -tulostimien ominaisuudet
4.2 FDM 3D -tulostimien ominaisuudet
5.Kun käytetään SLA: n ja FDM: n käyttöä


1.Mikä on FDM 3D -tulostin?

Sulautuneen laskeutumismallinnuksen (FDM), joka tunnetaan myös nimellä sulatettu filamentin valmistus (FFF), on markkinoiden yleisin 3D -tulostustekniikka. Tyypillisesti FDM 3D -tulostimet on varustettu yksittäisillä tai kaksoiskannaisilla, jotka ovat yhteensopivia kestomuovisten filamenttien kanssa. Filamentit ladataan koneeseen materiaalikuoltojen läpi, sulaa ja kerrostetaan lämmitetylle tulostusalustalle esiasetetun etenemissuunnan mukaan. Materiaalit viileät synkronisesti laskeutumisprosessin aikana ja tarttuvat toisiinsa kolmiulotteisen osan rakentamiseksi.
FDM -tulostimilla on erilaisia ​​eritelmiä ja erilaisia ​​materiaalien yhteensopivuutta, ja hintaluokka vaihtelee 5 dollarista, 000 500 dollariin, 000. Sovellettavia materiaaleja ovat muovit, kuten ABS, ASA ja PLA, kun taas jotkut edistyneemmät 3D -tulostimet ovat alkaneet tarjota täytettyjä hiilikuitu- ja nylon -materiaaleja, jotka ovat vahvempia ja joilla on pidempi käyttöikä.

1.1 miten FDM 3D -tulostimet toimivat?
FDM: n, yhden varhaisimmista 3D -tulostuksen muodoista, keksi Scott Crump, yksi Stratasys -perustajista. Periaate on hyvin yksinkertainen, aivan kuten kuuman liima -aseen käyttäminen. Termoplastisen filamentin tai muovin kela kuumennetaan sulamispisteeseen. Kuuma nestemäinen muovi suulakepuristetaan suuttimen läpi ja muodostaa ohuen yhden kerroksen tulostuslaivalla X- ja Y -akseleita pitkin. Tämä kerros jäähtyy nopeasti ja kovettuu. Kun jokainen kerros on valmis, alusta lasketaan ja sulaa muovia on kerrostettu, jolloin osa kasvaa pystysuoraan Z -akselia pitkin.

2.Mikä on SLA 3D -tulostin?

Stereolitografia (SLA) saapui markkinoille 1980 -luvulla, ja sen käytti nopeasti monenlaisia ​​palveluvalmistajia ja kuluttajatuoteyrityksiä. Filamenttien sijasta SLA 3D -tulostimet käyttävät fotopolymeerejä, jotka ovat kevytherkkiä materiaaleja, jotka muuttavat fysikaalisia ominaisuuksia valolle altistuessa. Sen sijaan, että työskentelisi suulakepuristussuuttimen läpi, SLA -tulostimet käyttävät lasereita nestekertsin kiinteiden osien kiinteiden osien kiinteiden osien avulla, joita kutsutaan valokerroksille.
Tämä ainutlaatuinen tulostusprosessi pystyy tuottamaan isotrooppisia ja vedenpitäviä korkearesoluutioisia osia. Fotopolymeerit ovat termosettimateriaaleja, mikä tarkoittaa, että ne reagoivat eri tavalla kestomuovimateriaaleihin. Samankaltaisia ​​FDM: ää, SLA -tulostimia on saatavana erikokoisina, materiaalien yhteensopivuudessa ja hintaalueilla.

2.2 Kuinka SLA 3D -tulostimet toimivat?
SLA käyttää fotopolymeerihartseja raaka -aineena osille. Fotopolymeerit vaativat voimakasta ultraviolettivaloa laserista asetettuun, mikä on SLA: n ydinkonsepti. Rakennus tapahtuu hartsiin upotetulla alustalla. Säiliön yläpuolella oleva laser, tarkkuuspeilien ohjaamana, parantaa nestemäistä hartsikerroksen - kerrosta halutun osan muodon muodostamiseksi. Ensinnäkin tukirakenteet luodaan osan kiinnittämiseksi alustaan ​​ja tarjoamaan asianmukainen tuki. Jokaisen läpikulun jälkeen palautusterä katkaisee hartsin pintajännityksen osan yläpuolella ja toimittaa enemmän materiaalia. Osa on rakennettu alhaalta ylöspäin.

3. SLA: n ja FDM: n materiaaliominaisuudet

4. SLA- ja FDM 3D -tulostimien karakteristit

4.1 SLA 3D -tulostimien ominaisuudet
Erittäin korkea tarkkuus:

SLA -tulostimet käyttävät ultraviolettilasertekniikkaa erittäin korkealla tarkkuudella ja voivat muokata pieniä ominaisuuksia tarkasti, prosessointitasolla, joka voi saavuttaa tulostuspaperin paksuuden. Kun teet osia suurella määrällä hienoja rakenteita, kuten mikrofluidilaitteita ja herkkiä käsintehtyjä malleja, se voi täydellisesti esitellä kaikki yksityiskohdat, ylittäen huomattavasti muut tulostustekniikat.
Korkealaatuiset materiaalit:

Se käyttää kevyet hartsimateriaalit ja parannetaan nopeasti ja muodostetaan ultraviolettisäteilyllä. Tämä materiaali on kuitenkin lämpökovettuvaa materiaalia, ja valmistetut osat ovat hauraampia kuin kestomuovia. Kun altistusaika ultraviolettisäteille kasvaa, siitä ei tule vain hauraita, vaan se voi myös haalistua. Varsinainen käyttöikä on yleensä noin 8-12 kuukautta, ja se soveltuu enimmäkseen lyhytaikaiseen käyttöön tai kertaluonteiseen tuotantoon.
Erinomainen pinnan tasaisuus:
SLA -tulostimien kerroskorkeus alkaa vain {{0}}. 004 tuumaa (0,102 mm), mikä on paljon pienempi kuin FDM: n kerroksen korkeusalue. Tämä tekee kerrosten välisestä yhteyden tulostusprosessin aikana erittäin tiukasti, eikä kerrosviivaa ole melkein mitään. Painetun tuotteen pinta on sileä ja litteä, ja korkeat pinnan laatuvaatimukset voidaan saavuttaa ilman monimutkaista polkupyörän jälkeistä.
Erityiset sovellusetuudet:
SLA -tulostimilla on merkittäviä etuja prototyyppien alalla, koska ne voivat nopeasti ja tarkasti muuttaa mallit fyysisiksi malleiksi, mikä täyttää prototyyppien tarpeet suurilla ulkonäön ja yksityiskohtien vaatimuksilla. Samaan aikaan SLA -tulostimet ovat myös paras valinta, kun tehdään pieniä ja monimutkaisia ​​osia, joilla on tiukat tarkkuuden ja pinnan laadun vaatimukset. Ne eivät kuitenkaan sovellu tulostusosiin, joita on käytettävä pitkään ja joihin on usein kohdistettu stressiä.

4.2 FDM 3D -tulostimien ominaisuudet
Rikkaat materiaalit ja alhaiset kustannukset:
FDM-tulostimet käyttävät laajaa valikoimaa kestomuovisia materiaaleja, mukaan lukien ABS, PLA, PETG, TPU, ja voivat käyttää myös PP- tai hiilitäytettyjä materiaaleja. Materiaalikustannukset ovat alhaiset, ja valittavissa on monia värejä, kuten ABS ja PLA. Valmistuksen jälkeen ei vaadita maalausta tai värjäystä, ja filamenttimateriaalit ovat yleensä halvempia kuin SLA: lle tarvittavat hartsit.
Matala infrastruktuurikustannus:
FDM ei vaadi melkein ylimääräistä infrastruktuuria paitsi itse konetta. Toisin kuin teolliset SLA-koneet, jotka vaativat käsittelyasemia, jotta voidaan poistaa pitoamattomat hartsit ja UV-kovetus mekaanisten ominaisuuksien lukitsemiseksi, FDM säästää näitä vaiheita ja vähentää huomattavasti kustannuksia. FDM -tulostusohjelmisto tukee osien tyhjentämistä rakennusprosessin aikana ja kiinteiden sisätilojen korvaaminen hilaisilla, vähentämällä materiaalin käyttöä ja vähentämällä kustannuksia.
Kestävät osat:
Kun käytetään materiaaleja, kuten ABS tai Nylon, FDM -osat ovat kestävämpiä kuin SLA: n tekemät. SLA -osat ovat herkkiä valolle niiden valmistuksen takia, ja niillä on taipumus haalistua ja muuttuu hauraiksi, kun ne altistetaan valolle, kun taas FDM -osilla ei ole tätä ongelmaa.
Tulostusrajoituksia on:
FDM -tulostussuunnassa on suuri vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin. Kerrosten välillä ei ole päällekkäisyyttä, ja osat ovat alttiita murtumaan kerrosviivaa pitkin. Suunniteltaessa on tarpeen ymmärtää voiman suunta välttääksesi päävoiman vetämällä kerrokset toisistaan; Esteettinen suorituskyky ei ole yhtä hyvä kuin muut 3D-tulostusmenetelmät, kerroksen linja on ilmeinen ja jälkikäsittely vaaditaan usein; Langan jäähdytys tuottaa geometrisiä rajoituksia, 90- asteen kulmaosat ovat alttiita vääntymiselle, ja matalan kulman ylitykset ovat alttiita kuorimiseen, mikä johtaa karkeaan pintaan.

5.Kun käytetään SLA: n ja FDM: n käyttöä

Esittele kaksi teknistä ominaisuutta ja sovellettavia skenaarioita valinnan viitteen tarjoamiseksi:

SLA -tekniikka:
Valokehitysperiaatteen perusteella ultraviolettlaseria käytetään muovaamiseen nestehartsin parantamiseen.
Edut:Suuri tarkkuus, erinomainen kyky esitellä monimutkainen ja hieno geometria ja pienet piirteet, sileä pinta lähellä ruiskuvalettujen osien tekstuuria ja nopeaa lyhytaikaista muovausta.
Sovellettavat skenaariot:Valmistus tarkkuusosat, kuten korujen prototyypit ja mikrofluidikomponentit; prototyyppien tai muottien tekeminen, jotka näyttävät tuotteiden ulkonäön, kuten tuotteiden ulkonäön prototyypit ja taideveistosmallit; sopii lyhytaikaiseen tai kertaluonteiseen käyttöön.

FDM -tekniikka:
Lämmitys ja suulakepuristaminen kestomuovinen filamenttikerros kerroksella esineiden rakentamiseksi.
Edut:Rikas materiaalivalinta ja monet väriyhdistelmät; tulostinlaitteiden ja tarvikkeiden alhaiset kustannukset; Tulostettujen osien suuri lujuus ja sitkeys.
Sovellettavat skenaariot:useiden prototyyppien versioiden tekeminen tuotesuunnittelun varhaisessa vaiheessa; hankkeet, joilla on rajoitettuja budjetteja tai jotka vaativat laajamittaista osien tuotantoa; Valmistus loppukäyttöosat, joilla on korkea kestävyysvaatimukset, kuten teollisuuslaitteet ja mekaaniset osat.
Päätöksenvalvontaneuvonta:Valitse SLA, jos etsit suurta tarkkuutta, kaunista ulkonäköä ja lyhytaikaisia ​​toimitusaikaa; Valitse FDM, jos arvostat materiaalin monimuotoisuutta, kustannustehokkuutta ja osan kestävyyttä; Voit käyttää niitä myös yhdistelmänä, kuten SLA: n käyttäminen näytön prototyyppeihin ja FDM: iin tuotantotestien osiin.