SLA Vs. FDM: palyginus įprastas 3D spausdinimo technologijas

Iki šiol sukurta 3D spausdinimo technologija ir tapo svarbia jėga gamybos pramonėje, keičiant gaminių projektavimo ir gamybos būdą. Tarp daugelio 3D spausdinimo technologijų SLA (stereolitografija) ir FDM (lydyto nusodinimo modeliavimas) yra dvi ypač paplitusios ir plačiai naudojamos technologijos. SLA naudoja ultravioletinius lazerius, kad švitintų fotoselinias dervas, ir sukuria juos sluoksniu pagal sluoksnį, kad būtų galima sukurti trijų matmenų objektus. Ši technologija gali gaminti puikius ir sudėtingus objektus, turinčius ypač aukštą tikslumą ir lygius paviršius, ir gali naudoti įvairių spalvų ir faktūrų dervos medžiagas. FDM šildo ir ištirpina plastikinius gijas, o po to per ekstruderį nusodina medžiagų sluoksnį, kad būtų suformuotas objektas. Jo principas yra paprastas, įrangos kaina ir medžiagų kaina yra palyginti maža, o spausdinimo greitis greitas. Jis plačiai naudojamas šeimose, mokyklinio ugdymo, gamintojo erdvėse ir nedidelėje pramoninėje gamyboje, tačiau paprastai ji yra prastesnė už SLA tikslumo ir paviršiaus kokybės atžvilgiu. Racionaliems tinkamų 3D spausdinimo technologijų pasirinkimui skirtingose ​​pramonės šakose ir taikymo scenarijuose labai svarbu suprasti SLA ir FDM charakteristikas, privalumus ir apribojimus. Šis straipsnis atliks išsamią lyginamąją SLA ir FDM, dviejų įprastų 3D spausdinimo technologijų, analizę, kad būtų galima priimti geresnius sprendimus praktiniuose pritaikymuose.



Kuo skiriasi SLA ir FDM 3D spausdintuvas?
1.Kas yra FDM 3D spausdintuvas?
1.1Kaip veikia FDM 3D spausdintuvai?
2.Kas yra SLA 3D spausdintuvas?
2.2Kaip veikia SLA 3D spausdintuvai?
3. Medžiagos SLA ir FDM savybės
4. SLA ir FDM 3D spausdintuvų charakteristikos
4.1 SLA 3D spausdintuvai
4.2 FDM 3D spausdintuvai
5. Kai naudoti SLA ir FDM


1.Kas yra FDM 3D spausdintuvas?

Lydyto nusodinimo modeliavimas (FDM), dar žinomas kaip lydyto gijų gamyba (FFF), yra labiausiai paplitusi 3D spausdinimo technologija rinkoje. Paprastai FDM 3D spausdintuvai yra aprūpinti pavieniais arba dvigubais ekstruderiais, suderinamais su termoplastiniais gijomis. Gijos į mašiną įkeliami per medžiagų ritinius, išlydytos ir deponuojamos ant šildomos spausdinimo platformos pagal iš anksto nustatytą trajektoriją. Medžiagos sinchroniškai atvėsina nusodinimo proceso metu ir prilimpa viena kitai, kad būtų sukurta trimatė dalis.
FDM spausdintuvai turi įvairias specifikacijas ir skirtingą medžiagų suderinamumą, o kainų diapazonas svyruoja nuo 5 USD, 000 iki 500 USD, 000. Taikomos medžiagos apima tokius plastikus kaip ABS, ASA ir PLA, o kai kurie sudėtingesni 3D spausdintuvai pradeda siūlyti užpildytą anglies pluoštą ir nailono medžiagas, kurios yra stipresnės ir turi ilgesnį tarnavimo laiką.

1.1Kaip veikia FDM 3D spausdintuvai?
FDM, vieną iš ankstyviausių 3D spausdinimo formų, išrado Scottas Crumpas, vienas iš „Stratasys“ įkūrėjų. Principas yra labai paprastas, kaip ir naudojant karšto klijų pistoletą. Termoplastinio gijos ar plastiko ritė į lydymosi tašką kaitinama. Karšto skysčio plastikas išspaudžiamas per purkštuką ir sudaro ploną pavienį sluoksnį ant spausdinimo platformos išilgai X ir Y ašių. Šis sluoksnis greitai atvėsina ir sukietėja. Kai kiekvienas sluoksnis bus baigtas, platforma sumažėja ir deponuojama daugiau išlydyto plastiko, todėl dalis vertikaliai auga išilgai Z ašies.

2.Kas yra SLA 3D spausdintuvas?

Stereolitografija (SLA) į rinką pateko devintajame dešimtmetyje ir ją greitai priėmė daugybė paslaugų gamintojų ir vartojimo produktų kompanijų. Vietoj gijų SLA 3D spausdintuvuose naudojami fotopolimerai, kurie yra šviesai jautrios medžiagos, kurios keičia fizines savybes, kai veikiamos šviesos. Užuot dirbę per ekstruzijos purkštuką, SLA spausdintuvai naudoja lazerius, kad skystų dervų kietas dervos į kietas dalis per procesą, vadinamą fotokūravimu.
Šis unikalus spausdinimo procesas gali gaminti didelės skiriamosios gebos dalis, kurios yra izotropinės ir atsparios vandeniui. Fotopolimerai yra termoretinės medžiagos, tai reiškia, kad jos skirtingai reaguoja į termoplastines medžiagas. Panašiai kaip FDM, SLA spausdintuvus galima įsigyti įvairių dydžių, medžiagų suderinamumo ir kainų diapazonų.

2.2Kaip veikia SLA 3D spausdintuvai?
SLA naudoja fotopolimerų dervas kaip žaliavą dalims. Fotopolimerams reikia intensyvios ultravioletinės šviesos iš lazerio iki nustatymo, kuri yra pagrindinė SLA koncepcija. Sukūrimas atsiranda ant platformos, panardintos į dervą. Virš rezervuaro lazeris, vadovaujamas tiksliais veidrodžiais, išgydo skysčio dervos sluoksnį - sluoksniu, kad sudarytų norimą dalį. Pirmiausia sukuriamos atraminės struktūros, skirtos pritvirtinti dalį prie platformos ir užtikrinti tinkamą palaikymą. Po kiekvieno leidimo „Recoater Blade“ sulaužo dervos paviršiaus įtempimą virš dalies ir tiekia daugiau medžiagų. Dalis sukonstruota iš apačios į viršų.

3. Medžiagos SLA ir FDM savybės

4. SLA ir FDM 3D spausdintuvų charakteristikos

4.1 SLA 3D spausdintuvai
Ypač aukštas tikslumas:

SLA spausdintuvai naudoja ultravioletinę lazerinę technologiją labai tiksliai tiksliai ir gali tiksliai formuoti mažytes savybes, su apdorojimo subtilumu, kuris gali pasiekti spausdinimo popieriaus storį. Kurdamas dalis su daugybe smulkių konstrukcijų, tokių kaip mikrofluidiniai įtaisai ir subtilūs rankų darbo modeliai, ji gali puikiai pateikti kiekvieną detalę, kur kas daugiau nei kitos spausdinimo technologijos.
Aukštos kokybės medžiagos:

Jis naudoja šviesos dervos medžiagas ir greitai sukietėja ir susidaro ultravioletinės spinduliuotės radiacija. Tačiau ši medžiaga yra termoreaktavimo medžiaga, o pagamintos dalys yra trapesnės nei termoplastikų. Didėjant ultravioletinių spindulių ekspozicijos laikas, jis ne tik taps trapus, bet ir gali išnykti. Faktinis aptarnavimo laikas paprastai yra apie 8-12 mėnesius ir dažniausiai tinka trumpalaikiam naudojimui ar vienkartinei gamybai.
Puikus paviršiaus lygumas:
SLA spausdintuvų sluoksnio aukštis prasideda tik {{0}}} 004 colių (0,102 mm), kuris yra daug mažesnis už FDM sluoksnio aukščio diapazoną. Tai daro ryšį tarp sluoksnių spausdinimo proceso metu ir beveik nėra akivaizdžios sluoksnio linijos. Spausdinto produkto paviršius yra lygus ir plokščias, o aukšto paviršiaus kokybės reikalavimus galima pasiekti be sudėtingo po policijos.
Konkrečios programos pranašumai:
SLA spausdintuvai turi didelių pranašumų prototipų kūrimo srityje, nes jie gali greitai ir tiksliai paversti dizainą fiziniais modeliais, tenkinančiais prototipų kūrimo poreikius, atsižvelgiant į didelius išvaizdos ir detalių reikalavimus. Tuo pačiu metu SLA spausdintuvai taip pat yra geriausias pasirinkimas gaminant mažas ir sudėtingas dalis su griežtais tikslumo ir paviršiaus kokybės reikalavimais. Tačiau jos nėra tinkamos spausdinti dalis, kurias reikia naudoti ilgą laiką ir dažnai patiria stresą.

4.2 FDM 3D spausdintuvai
Turtingos medžiagos ir mažos išlaidos:
FDM spausdintuvai naudoja daugybę termoplastinių medžiagų, įskaitant ABS, PLA, PETG, TPU, taip pat gali naudoti PP arba anglies užpildytas medžiagas. Medžiagos kaina yra maža, ir yra daugybė spalvų, tokių kaip ABS ir PLA. Po gamybos nereikia dažymo ar dažymo, o gijų medžiagos paprastai yra pigesnės nei dervos, reikalingos SLA.
Mažos infrastruktūros išlaidos:
FDM nereikia beveik jokios papildomos infrastruktūros, išskyrus pačią mašiną. Skirtingai nuo pramoninių SLA mašinų, kurioms reikia perdirbimo stočių, kad būtų pašalintos neskelbtinos dervos ir UV spinduliuotės, kad būtų užfiksuotas mechaninės savybės, FDM taupo šiuos veiksmus ir labai sumažina sąnaudas. FDM spausdinimo programinė įranga palaiko dalių ištuštinimą kūrimo proceso metu ir kietų interjerų pakeitimą groteliais, sumažina medžiagų naudojimą ir sumažina išlaidas.
Patvarios dalys:
Kai naudojamos tokios medžiagos kaip ABS ar nailonas, FDM dalys yra patvaresnės nei SLA pagamintos. SLA dalys yra jautrios šviesai dėl to, kaip jos yra gaminamos, ir jos linkusios išnykti ir tapti trapūs, kai veikiamos šviesos, o FDM dalys neturi šios problemos.
Yra spausdinimo apribojimų:
FDM spausdinimo kryptis daro didelę įtaką mechaninėms savybėms. Tarp sluoksnių nėra sutapimo, o dalys yra linkusios sulaužyti sluoksnio liniją. Projektuojant reikia suprasti jėgos kryptį, kad būtų išvengta pagrindinės jėgos, atitraukiančios sluoksnius; Estetinis našumas nėra toks geras, kaip kiti 3D spausdinimo būdai, sluoksnio linija yra akivaizdi, o dažnai reikia apdoroti po apdorojimo; Vielos aušinimas sukels geometrinius apribojimus, 90- laipsnio kampo dalys yra linkusios į deformaciją, o žemo kampo perviršiai yra linkę į nulupimą, todėl susidaro grubus paviršius.

5. Kai naudoti SLA ir FDM

Pristatykite dvi technines savybes ir taikomus scenarijus, kad pateiktumėte nuorodą į atranką:

SLA technologija:
Remiantis kopijavimo principu, ultravioletinis lazeris yra naudojamas skystos dervos išgydymui liejimui.
Privalumai:Aukštas tikslumas, puikus sugebėjimas pateikti sudėtingą ir smulkią geometriją bei mažytes savybes, lygų paviršių netoli suformuotų dalių tekstūros ir greito trumpalaikio liejimo.
Taikomi scenarijai:gamybos tikslumo dalys, tokios kaip papuošalų prototipai ir mikrofluidiniai komponentai; Prototipų ar pelėsių gaminimas, kuriame yra produktų, tokių kaip produktų išvaizdos prototipai ir meno skulptūrų modeliai, išvaizda; Tinka trumpalaikiam ar vienkartiniam naudojimui.

FDM technologija:
Šildymo ir išspaudimo termoplastinių gijų sluoksnio sluoksnis pagal sluoksnį, kad būtų galima pastatyti objektus.
Privalumai:turtingos medžiagos pasirinkimas ir daugybė spalvų derinių; mažos spausdintuvo įrangos ir eksploatacinių medžiagų kainos; Didelis spausdintų dalių stiprumas ir tvirtumas.
Taikomi scenarijai:Padaryti kelias prototipų versijas ankstyvoje produkto dizaino etape; projektai su ribotu biudžetu arba reikalaujant didelio masto dalių gamybos; Gamybos galutinio naudojimo dalys su dideliais ilgaamžiškumo reikalavimais, tokiais kaip pramoniniai įrenginiai ir mechaninės dalys.
Sprendimų priėmimo patarimas:Pasirinkite SLA, jei ieškote aukšto tikslumo, gražios išvaizdos ir trumpo pristatymo laiko; Pasirinkite FDM, jei vertinate materialinę įvairovę, ekonomiškumą ir ilgaamžiškumą; Taip pat galite juos naudoti kartu, pavyzdžiui, naudoti SLA rodymo prototipams ir FDM gamybos bandymo dalims.