SLA Vs. FDM: Porovnání běžných technologií 3D tisku
Feb 10, 2025
Zanechat vzkaz
Technologie 3D tisku se dosud vyvinula a stala se důležitou silou ve výrobním průmyslu, změna způsobu, jakým jsou produkty navrženy a vyráběny. Mezi mnoha 3D tiskovými technologiemi jsou SLA (stereolitografie) a FDM (fúzované depoziční modelování) dvě extrémně běžné a široce používané technologie. SLA používá ultrafialové lasery k ozáření fotosenzitivních pryskyřic a zpevňování vrstvy podle vrstvy k vytváření trojrozměrných objektů. Tato technologie může produkovat jemné a komplexní objekty s extrémně vysokou přesností a hladkými povrchy a může používat pryskyřičné materiály různých barev a textur. FDM zahřívá a roztaví plastová vlákna a poté vrstvu materiálu uloží vrstvou přes extrudér za vzniku objektu. Jeho princip je jednoduchý, náklady na vybavení a náklady na materiál jsou relativně nízké a rychlost tisku je rychlá. Je široce používán v rodinách, školním vzdělávání, výrobcích a malou průmyslovou produkci, ale obvykle je nižší než SLA, pokud jde o přesnost a kvalitu povrchu. Porozumění charakteristikám, výhodám a omezením SLA a FDM je zásadní pro racionální výběr vhodných 3D tiskových technologií v různých průmyslových odvětvích a aplikačních scénářích. Tento článek provede hloubkovou srovnávací analýzu SLA a FDM, dvou běžných 3D tiskových technologií, aby se lépe rozhodovala v praktických aplikacích.
Jaký je rozdíl mezi 3D tiskárnou SLA a FDM?
1. Co je 3D tiskárna FDM?
1.1 Jak fungují 3D tiskárny FDM?
2. Co je tiskárna SLA 3D?
2.2Jak pracují 3D tiskárny SLA?
3. Materiální vlastnosti SLA a FDM
4. Characteristics of SLA a FDM 3D tiskárny
4.1Features SLA 3D tiskárny
4,2Features FDM 3D tiskárny
5. Když používat SLA a FDM
1. Co je 3D tiskárna FDM?
Fused depoziční modelování (FDM), známé také jako fúzované výroby vlákna (FFF), je nejčastější 3D tiskovou technologií na trhu. Obvykle jsou 3D tiskárny FDM vybaveny jednotlivými nebo duálními extrudéry, které jsou kompatibilní s termoplastickými vláknami. Filamenty jsou naložena do stroje prostřednictvím cívků materiálu, roztavené a uloženy na vyhřívané tiskové platformě podle přednastavené trajektorie. Materiály se synchronně chladí během procesu depozice a přidržují se navzájem, aby vytvořily trojrozměrnou část.
Tiskárny FDM mají různé specifikace a odlišnou kompatibilitu materiálu a cenové rozpětí se pohybuje od 5 $, 000 až 500 USD, 000. Mezi použitelné materiály patří plasty, jako jsou ABS, ASA a PLA, zatímco některé pokročilejší 3D tiskárny začínají nabízet naplněné uhlíkové vlákno a nylonové materiály, které jsou silnější a mají delší životnost.
1.1 Jak fungují 3D tiskárny FDM?
FDM, jedna z prvních forem 3D tisku, vynalezl Scott Crump, jeden ze zakladatelů Stratasys. Princip je velmi jednoduchý, stejně jako použití horké lepicí pistole. Na tání se zahřívá cívka termoplastického vlákna nebo plastu. Horký tekutý plast je extrudován tryskou a tvoří tenkou jednu vrstvu na tiskové plošině podél os X a Y. Tato vrstva rychle ochladí a ztvrdne. Po dokončení každé vrstvy je platforma spuštěna a ukládá se roztavený plast, takže část roste svisle podél osy Z.
2. Co je tiskárna SLA 3D?
Stereolitografie (SLA) vstoupila na trh v 80. letech a byla rychle přijata širokou škálou výrobců služeb a spotřebních produktů. Namísto vláken používají SLA 3D tiskárny fotopolymery, což jsou materiály citlivé na světlo, které mění fyzikální vlastnosti, když jsou vystaveny světlu. Místo práce přes vytlačovací trysku používají tiskárny SLA lasery k zpevnění kapalné pryskyřice do pevných částí procesem zvaným fotofukování.
Tento jedinečný proces tisku je schopen produkovat díly s vysokým rozlišením, které jsou izotropní a vodotěsné. Fotopolymery jsou termosetové materiály, což znamená, že reagují odlišně na termoplastické materiály. Podobně jako u FDM jsou tiskárny SLA k dispozici v různých velikostech, kompatibilitě materiálu a cenových rozsazích.
2.2Jak pracují 3D tiskárny SLA?
SLA využívá fotopolymerní pryskyřice jako surovinu pro díly. Fotopolymery vyžadují intenzivní ultrafialové světlo z laseru, což je základní koncept SLA. K sestavení dochází na platformě ponořené do pryskyřice. Laser nad nádrží, vedený přesným zrcátkem, léčí vrstvu kapalné pryskyřice - vrstvou za vzniku požadovaného tvaru části. Nejprve jsou vytvořeny podpůrné struktury, které připevňují část k platformě a poskytují správnou podporu. Po každém průchodu rozbije čepel Recoater povrchové napětí pryskyřice nad část a dodává více materiálu. Část je konstruována zdola nahoru.
3. Materiální vlastnosti SLA a FDM
| SLA FDM (průmyslový) | ||
Jak to funguje |
Laser-curerephotopolymer | Fúzované extruze |
| Pevnost | 2, 500-10, 000 (psi) 7. 2-68. 9 (MPA) | 5, 200-9, 800 (psi) 35. 9-67. 6 (MPA) |
| Dokončit | Aditivní vrstvy 0. 002-0. 006 V (0. 051-0. 152mm) obvykle |
Aditivní vrstvy {{0}}. 005-0. 013 in. (0. 127- 0. 330 mm) obvykle |
| Běžné materiály | Teoplastické fotopolymery podobné ABS, PC a PP Skutečný silikon Pro vysokou rozlišení mikrofin podobný keramickým |
Nylon: Markforged Onyx *** PEI: Ultem 9085, Ultem 1010 ASA: Stratasys Asa ABS: ABS M30, absplus |
| Rezoluce | Normální, vysoká, mikro | Nízký |
| Maximální velikost dílu (SLA je závislá na rozlišení) | Normální 29x25x21in. (736x635x533mm)* | 15,98x13,97x15,98in. (406x355x406mm) ** |
| Vysoká 10x10x10 in. (254x254x254mm) | ||
| Micro 5x5x2,5 palce (12x127x63,5 mm) | ||
| Minimální velikost funkce (SLA je závislá na rozlišení) | Normal XY: 0. 0 10 in. (0,254 mm) Z: {{0}}. 016in. (0,406 mm) |
{{0}}. 0787 in. (2,0 mm) |
| High XY: 0. 0 05 in. (0,1016 mm) Z: {{0}}. 016 in. (0,406mm) |
||
| Z: {{0}}. 008 in. (0,203 mm) | ||
| Izotropní materiály | Vysoce izotropní části | Části FDM jsou anistropické |
| Tloušťka stěny (SLA je závislé na usnesení) |
Normal {{0}}. 010 in. (0,254 mm) | {{0}}. 0315in. (0,8 mm) |
| High {{0}}. 004 in. (0,1016 mm) | ||
| Micro {{0}}. 0025in. (0,635 mm) | ||
4. Characteristics of SLA a FDM 3D tiskárny
4.1Features SLA 3D tiskárny
Ultra vysoká přesnost:
Tiskárny SLA používají ultrafialovou laserovou technologii s extrémně vysokou přesností a mohou přesně utvářet malé vlastnosti s úrovní zpracování jemnosti, která může dosáhnout tloušťky tiskového papíru. Při výrobě dílů s velkým počtem jemných struktur, jako jsou mikrofluidní zařízení a jemné ručně vyráběné modely, může dokonale prezentovat každý detail, daleko přesahující jiné tiskové technologie.
Vysoce kvalitní materiály:
Používá materiály pro léčbu světla a je rychle vyléčeno a tvořeno ultrafialovým zářením. Tento materiál je však termosetový materiál a vyrobené části jsou křehčí než termoplastiky. Jak se doba expozice zvyšuje ultrafialové paprsky, nejen se stane pouze křehkým, ale může také vyblednout. Skutečná životnost je obecně asi 8-12 měsíce a je většinou vhodná pro krátkodobé použití nebo jednorázovou výrobu.
Vynikající povrchová rovina:
Výška vrstvy SLA tiskáren začíná pouze na {{0}}. 004 palce (0,102 mm), což je mnohem nižší než rozsah výšky vrstvy FDM. Díky tomu je spojení mezi vrstvami během procesu tisku extrémně těsné a není téměř žádná zřejmá linie vrstvy. Povrch tištěného produktu je hladký a plochý a požadavky na vysokou kvalitu povrchu lze dosáhnout bez složitého po lemování.
Výhody konkrétních aplikací:
Tiskárny SLA mají významné výhody v oblasti prototypování, protože mohou rychle a přesně transformovat návrhy na fyzické modely a splňují potřeby prototypování s vysokými požadavky na vzhled a detaily. Současně jsou tiskárny SLA také nejlepší volbou při vytváření malých a složitých dílů s přísnými požadavky na přesnost a kvalitu povrchu. Nejsou však vhodné pro tisk částí, které je třeba používat po dlouhou dobu a často jsou vystaveny stresu.
4,2Features FDM 3D tiskárny
Bohaté materiály a nízké náklady:
Tiskárny FDM používají širokou škálu termoplastických materiálů, včetně ABS, PLA, PETG, TPU, a mohou také používat PP nebo materiály naplněné uhlíkem. Náklady na materiál jsou nízké a existuje mnoho barev, jako jsou ABS a PLA, z nichž si můžete vybrat. Po výrobě není nutné žádné malby ani barvení a materiály vlákna jsou obvykle levnější než pryskyřice potřebné pro SLA.
Nízké náklady na infrastrukturu:
FDM nevyžaduje téměř žádnou další infrastrukturu kromě samotného stroje. Na rozdíl od průmyslových strojů SLA, které vyžadují, aby zpracovatelské stanice odstranily nečinou pryskyřici a UV po uzamčení mechanických vlastností, FDM tyto kroky šetří a výrazně snižuje náklady. Tiskový software FDM podporuje prohloubení částí během procesu sestavení a nahrazování pevných interiérů za mříže, snižování využití materiálu a snižování nákladů.
Odolné díly:
Při použití materiálů, jako je ABS nebo nylon, jsou části FDM odolnější než materiály vyrobené SLA. Části SLA jsou citlivé na světlo kvůli způsobu, jakým jsou vyráběny, a mají tendenci mizet a křehké, když jsou vystaveny světlu, zatímco části FDM tento problém nemají.
Existují omezení tisku:
Směr tisku FDM má velký dopad na mechanické vlastnosti. Mezi vrstvami nedochází k překrývání a části jsou náchylné k rozbití podél linie vrstvy. Při navrhování je nutné porozumět směru síly, aby se zabránilo hlavní síle, která odtrhává vrstvy; Estetický výkon není tak dobrý jako jiné metody 3D tisku, linie vrstvy je zřejmá a často je vyžadováno následné zpracování; Chlazení drátu přinese geometrická omezení, 90- Úhlové části stupně jsou náchylné k deformaci a přesahy s nízkým úhlem jsou náchylné k loupání, což má za následek hrubý povrch.
5. Když používat SLA a FDM
Představte dva technické funkce a příslušné scénáře pro poskytnutí odkazu na výběr:
Technologie SLA:
Na základě principu fotokódování se ultrafialový laser používá k léčbě kapalné pryskyřice pro formování.
Výhody:Vysoká přesnost, vynikající schopnost prezentovat komplexní a jemnou geometrii a drobné rysy, hladký povrch v blízkosti textury injekčních lisovaných částí a rychlé krátkodobé formování.
Použitelné scénáře:Výroba přesných dílů, jako jsou prototypy šperků a mikrofluidní komponenty; Vytváření prototypů nebo plísní, které vykazují vzhled produktů, jako jsou prototypy vzhledu produktu a modely sochařství; vhodné pro krátkodobé nebo jednorázové použití.
Technologie FDM:
Vytápění a vytlačování termoplastických vláken vrstvy po vrstvě pro vytváření objektů.
Výhody:Bohatý výběr materiálu a mnoho barevných kombinací; nízké náklady na vybavení tiskárny a spotřební materiál; Vysoká pevnost a houževnatost tištěných částí.
Použitelné scénáře:Vytváření více verzí prototypů v rané fázi designu produktu; projekty s omezenými rozpočty nebo vyžadující rozsáhlou výrobu dílů; Výroba koncových dílů s požadavky na vysokou trvanlivost, jako jsou průmyslové příslušenství a mechanické díly.
Poradenství o rozhodování:Vyberte si SLA, pokud hledáte vysokou přesnost, krásný vzhled a krátkou dobu dodání; Pokud si ceníte FDM, pokud si vážíte rozmanitosti materiálu, efektivitu nákladové efektivity a trvanlivost částí; Můžete je také použít v kombinaci, například použití SLA pro prototypy displeje a FDM pro testovací díly výroby.