FDM vs SLA: A Detailed Comparison

La stampa 3D ha cambiato il modo di fare le cose, ma non tutte le tecnologie di stampa 3D sono uguali. Due dei metodi più comuni sono la modellazione a deposizione fusa (FDM) e la stereolitografia (SLA).

In questa guida, confronteremo FDM e SLA in termini semplici, in modo che possiate scegliere quello giusto per le vostre esigenze.

Che cos'è l'FDM?

La Fused Deposition Modeling (FDM), chiamata anche Fused Filament Fabrication (FFF), è il tipo di stampa 3D più comune. La FDM è uno dei primi tipi di stampa 3D, inventato da Scott Crump, fondatore di Stratasys.

Le stampanti FDM sono disponibili in diverse dimensioni e possono utilizzare una varietà di materiali. I prezzi variano da $5.000 a $500.000, a seconda delle capacità della macchina.

I materiali più comuni sono plastiche come ABS, ASA e PLA. Alcune stampanti avanzate possono utilizzare anche materiali più resistenti, come le plastiche caricate con carbonio e il nylon, per ottenere stampe più durevoli.

Come funziona la FDM?

Funziona come una pistola per colla a caldo. Una bobina di filamento di plastica viene riscaldata fino a fondersi. La plastica fusa viene spinta attraverso un ugello per creare uno strato sottile sulla piattaforma di costruzione, spostandosi da un lato all'altro (assi X e Y).

La plastica si raffredda e si indurisce rapidamente. Una volta terminato uno strato, la piattaforma si sposta verso il basso e si aggiunge altra plastica fusa, costruendo l'oggetto strato per strato (asse Z).

Che cos'è lo SLA?

Stereolitografia (SLA) La stampa 3D è nata negli anni '80 e si è rapidamente diffusa tra i produttori e le aziende di prodotti.

A differenza della FDM, che utilizza un filamento, le stampanti SLA utilizzano fotopolimeri, un liquido speciale che si indurisce quando viene esposto alla luce.

Invece di un ugello, le stampanti SLA utilizzano un laser per trasformare la resina liquida in un pezzo solido attraverso un processo chiamato fotopolimerizzazione.

Questo metodo di stampa consente di creare pezzi ad alta risoluzione, resistenti, impermeabili e coerenti in tutte le direzioni. I fotopolimeri sono diversi dai termoplastici perché induriscono in modo permanente una volta polimerizzati.

Come le stampanti FDM, anche le stampanti SLA sono disponibili in diverse dimensioni, opzioni di materiali e fasce di prezzo.

Come funziona lo SLA?

Il processo SLA inizia con una piattaforma immersa nella resina liquida. Un laser, controllato da precisi specchi, si proietta sulla resina, indurendola strato per strato per formare il pezzo.

I primi strati stampati sono strutture di supporto, che mantengono il pezzo attaccato alla piattaforma e forniscono stabilità. Mentre il laser polimerizza ogni strato, una lama di ricopertura sparge la resina fresca sulla superficie, assicurando che la costruzione continui senza intoppi.

Il pezzo viene creato dal basso verso l'alto, uno strato alla volta.

Tabella di confronto delle proprietà tra FDM e SLA

La tabella seguente mostra le differenze comuni tra SLA e FDM e il loro confronto.

Confronto tra FDM e SLA

Di seguito è riportato un confronto dettagliato tra FDM e SLA.

Tecnologia

FDM e SLA funzionano in modo diverso. L'FDM è più semplice: si può impostare con competenze tecniche di base. Fonde la plastica e la lascia raffreddare per formare un pezzo. La SLA, invece, utilizza un laser per indurire la resina liquida e richiede conoscenze e strumenti specializzati.

I materiali

Le stampanti SLA utilizzano una resina liquida, spesso specifica per ogni stampante e disponibile in colori limitati. Le stampanti FDM utilizzano filamenti di plastica disponibili in molti colori, comprese opzioni rinforzate come la fibra di carbonio. La maggior parte delle stampanti FDM può utilizzare materiali di fornitori diversi, quindi sono più flessibili.

Volume di stampa

Stampanti FDM sono disponibili in varie dimensioni, dalle piccole unità da tavolo alle grandi macchine industriali che possono stampare pezzi fino a un metro cubo. Le stampanti SLA sono generalmente più piccole perché devono immagazzinare la resina liquida all'interno della macchina.

Velocità di stampa

Per quanto riguarda la velocità di FDM e SLA, la stampa 3D è più veloce dei metodi tradizionali, ma la velocità non è sempre il fattore più importante. La SLA stampa parti dettagliate con superfici lisce, ma può richiedere più tempo, soprattutto per le stampe di grandi dimensioni.

L'FDM è più veloce perché si possono usare ugelli più grandi (0,6 mm, 1 mm, 2 mm), ma questo rende la superficie più ruvida. È necessario scegliere tra velocità e qualità in base alle proprie esigenze.

Forza e durata

Prototipi sono sottoposti a test molto severi, quindi devono essere resistenti. È necessario conoscere la resistenza di FDM e SLA per scegliere quale utilizzare. I materiali FDM sono più resistenti di quelli SLA. L'ASA resiste ai raggi UV, quindi è ottimo per gli utensili da esterno. Il nylon è resistente per le parti automobilistiche.

I pezzi SLA possono rompersi o usurarsi in condizioni difficili. Quando si sceglie tra SLA e FDM, si deve pensare a dove verranno utilizzati i pezzi. Devono funzionare nella vita reale, non solo essere belli da vedere in laboratorio.

Un moschettone FDM stampato in 3D può sostenere 500 kg, dimostrando la sua forza.

Precisione e qualità

La precisione dipende dalle esigenze di progettazione. Se si prevede di utilizzare lo stampaggio a iniezione, la SLA è una buona scelta. Ma per le parti industriali che necessitano di resistenza, l'FDM funziona meglio.

Gli strumenti di fabbrica, ad esempio, devono funzionare bene, non solo avere un aspetto perfetto. Scegliete il metodo di stampa 3D giusto in base allo scopo del vostro prodotto.

Finitura superficiale

La SLA produce pezzi più lisci con dettagli precisi, mentre le stampe FDM presentano linee di strato visibili che spesso richiedono una rifinitura supplementare, come la levigatura o la lisciatura a vapore.

Costo

La SLA è più costosa perché utilizza materiali specializzati e un laser ad alta precisione. Una stampante SLA entry-level costa circa $1295, mentre una stampante FDM può essere acquistata a partire da $200.

Applicazioni e settori

La stampa 3D sta diventando sempre più comune in diversi settori. Oltre 70% di aziende stanno trovando nuovi modi per utilizzarla e un numero sempre maggiore di produttori la sta utilizzando per la produzione completa. Ecco alcuni dei settori:

Aerospaziale

L'industria aerospaziale è leader nella stampa 3D. Tuttavia, poiché gli aerei e i veicoli spaziali hanno bisogno di materiali forti e durevoli, alcuni tipi di stampa 3D, come la SLA, non funzionano bene in ambienti difficili.

La stampa FDM, che utilizza materiali termoplastici resistenti, è comunemente utilizzata per realizzare prototipi e parti interne di aeroplani. Un grande vantaggio della FDM è la creazione di parti leggere, un aspetto importante nel settore aerospaziale.

Automotive

L'industria automobilistica utilizza spesso plastiche resistenti come ABS e PP. Poiché questi materiali devono affrontare condizioni difficili, la stampa FDM è la più diffusa. È utilizzata per la prototipazione, la realizzazione di utensili e la produzione di piccoli lotti di pezzi.

Alcune parti dell'auto, come i riflettori e i componenti di illuminazione, necessitano di materiali trasparenti, ed è qui che la stampa SLA si rivela utile.

Prodotti di consumo

Le aziende che producono prodotti di uso quotidiano hanno bisogno di portare rapidamente sul mercato nuove idee. La stampa 3D aiuta a testare rapidamente i progetti.

Molti prodotti utilizzano entrambi i tipi di stampa 3D. Ad esempio, un dispositivo portatile potrebbe avere un guscio in plastica stampato in FDM e un'impugnatura morbida stampata in SLA. La stampa SLA viene spesso scelta per la realizzazione di prototipi ad alto dettaglio.

Assistenza sanitaria

Il settore sanitario utilizza la stampa 3D per strumenti medici, modelli di formazione e prodotti dentali o apparecchi acustici personalizzati. I dispositivi medici devono essere sterilizzati, quindi devono essere stampati con materiali resistenti al calore. Sia SLA che FDM offrono materiali adatti, ma è necessario scegliere con attenzione.

Per i modelli ad alto dettaglio, come quelli utilizzati nella formazione medica, la stampa SLA è la migliore. I prodotti dentali utilizzano principalmente la SLA, mentre gli apparecchi acustici possono essere realizzati con entrambi i metodi.

Istruzione

Molte scuole e università utilizzano la stampa 3D per progetti e ricerche degli studenti. Quasi tutte le università hanno un makerspace e sempre più scuole superiori stanno iniziando a utilizzare le stampanti 3D.

Studenti e ricercatori preferiscono la FDM perché è economica e facile da usare. La stampa SLA richiede una maggiore post-elaborazione, quindi è meno conveniente per i principianti. Tuttavia, si prevede che in futuro la FDM migliorerà grazie a materiali migliori.

Stampa 3D FDM: Pro e contro

I vantaggi delle stampanti FDM

Le stampanti FDM utilizzano molti tipi di plastica. Possono stampare oggetti più grandi rispetto alle stampanti SLA. Sono utili per i prototipi e le piccole serie.

I nuovi filamenti offrono maggiore forza, resistenza chimica e basso attrito. Alcuni, come le miscele di fibre di carbonio, consentono di ottenere parti leggere ma resistenti. La FDM è ideale per parti funzionali come componenti di automobili e strumenti aerospaziali. I modelli di fascia alta vengono stampati con strati sottili per ottenere una finitura più liscia.

Contro delle stampanti FDM

Le stampe FDM spesso presentano linee di strato, quindi potrebbe essere necessario carteggiare o lucidare per ottenere una superficie liscia. Anche le variazioni di temperatura possono causare deformazioni o separazione degli strati. Poiché le stampanti FDM hanno molte parti in movimento, qualsiasi piccolo problema può rovinare una stampa. È necessario controllare attentamente le impostazioni e i materiali prima di stampare.

Stampa 3D SLA: Pro e contro

I vantaggi delle stampanti SLA

Le stampanti SLA creano stampe estremamente lisce e dettagliate, perfette per prototipi, gioielli e progetti intricati. Sono anche più precise delle FDM perché non si restringono o espandono con il calore. Sono ideali per pezzi piccoli e precisi.

Contro delle stampanti SLA

Le stampe SLA possono essere fragili, quindi non sono ideali per le parti che necessitano di resistenza. Esistono resine più resistenti, ma sono comunque più deboli dei materiali FDM, come il nylon. La stampa SLA è anche più costosa e le stampanti hanno aree di costruzione più piccole, quindi sono meno utili per i lavori di grandi dimensioni o ad alto volume.

Considerazioni sull'FDM

L'FDM è un metodo di stampa 3D a basso costo che utilizza plastiche comuni come ABS, PLA e PETG. A differenza della SLA, che richiede una resina liquida costosa e attrezzature supplementari, la FDM necessita solo della stampante. Molti filamenti sono disponibili in diversi colori, quindi non è necessaria la verniciatura.

La FDM risparmia materiale con l'infill, creando parti cave con un forte reticolo all'interno invece di plastica solida. Questo riduce i costi e velocizza la stampa.

Le parti FDM sono durevoli, soprattutto con l'ABS o il nylon. A differenza della SLA, che può diventare fragile nel tempo, le stampe FDM durano più a lungo. Tuttavia, i pezzi possono rompersi lungo le linee di strato, quindi è necessario considerare il modo in cui viene applicata la forza durante la progettazione.

Le stampe FDM presentano linee di strato visibili e possono richiedere una post-elaborazione per ottenere una finitura liscia. Il raffreddamento della plastica può anche causare deformazioni, soprattutto in caso di angoli acuti o sporgenze.

Considerazioni sugli SLA

La stampa SLA è caratterizzata da strati molto sottili, a partire da 0,004 pollici (0,102 mm), il che significa che si vedranno meno linee di strato rispetto alla stampa FDM, che di solito parte da 0,008 pollici (0,2 mm).

Il laser UV delle stampanti SLA è estremamente preciso, come una penna a punta fine. Può creare dettagli minuscoli, pari allo spessore di un foglio di carta da stampa. Questo rende la SLA perfetta per la realizzazione di parti dettagliate come i microfluidici o le miniature per i giochi da tavolo.

Tuttavia, le parti SLA non durano a lungo. Vengono utilizzati principalmente per prototipi o articoli monouso. Poiché il materiale viene polimerizzato con luce UV, le parti possono essere fragili e si rompono con il tempo, soprattutto se esposte a più raggi UV. Possono anche ingiallire o indebolirsi.

Nella maggior parte dei casi, i componenti SLA iniziano a degradarsi entro 8-12 mesi.

Quando scegliere SLA rispetto a FDM

Parti stampate in 3D di alta qualità

Scegliete la SLA se avete bisogno di stampe uniformi, dettagliate e precise. Sebbene sia più costoso e richieda una post-elaborazione, offre risultati professionali che la FDM non può eguagliare.

La SLA è la soluzione migliore per pezzi precisi come modelli dentali e gioielli. Utilizza un laser per indurire la resina liquida, garantendo tolleranze strette. La FDM, che fonde la plastica, può presentare lievi incongruenze. Le stampe SLA risultano lisce, ideali per prototipi e dispositivi medici. Le stampe FDM presentano linee di livello e devono essere levigate.

La SLA eccelle nei dettagli piccoli e intricati, come pareti sottili e spigoli vivi. L'FDM può rendere sfocate le caratteristiche più fini a causa della plastica fusa.

Parti stampate in 3D completamente dense

Le stampe SLA sono completamente dense e a prova di perdite. Le stampe FDM possono presentare piccoli spazi vuoti, quindi sono meno affidabili per contenere liquidi o gestire la pressione. L'SLA produce stampe veramente chiare, mentre le lacune d'aria dell'FDM fanno apparire le stampe torbide.

Le stampe SLA sono ugualmente forti in tutte le direzioni. Le stampe FDM sono più deboli in direzione verticale (Z).

Parti stampate in 3D resistenti alla temperatura

Le stampe SLA non si sciolgono, per questo sono ideali per usi ad alta temperatura come i test sui motori. I materiali FDM si ammorbidiscono con il calore. Le stampe SLA resistono alla sterilizzazione: sono ideali per strumenti medici e guide chirurgiche.

La SLA crea stampi e utensili robusti e resistenti al calore a un costo inferiore rispetto alle alternative in metallo o CNC.

Alternative a SLA e FDM

SLA e FDM non sono le uniche scelte per la stampa 3D. Anche PolyJet e Carbon DLS potrebbero andare bene per le vostre esigenze.

Stampa PolyJet

PolyJet funziona spruzzando minuscole gocce di fotopolimero liquido strato per strato, che si indurisce istantaneamente alla luce UV. Crea pixel 3D (chiamati voxel) che combinano materiali flessibili e rigidi, noti come materiali digitali.

Ogni strato ha uno spessore di 30 micron e consente di produrre pezzi dettagliati e precisi. Le stampe PolyJet sono disponibili in diversi livelli di durezza e hanno un prezzo ragionevole. È anche possibile creare prototipi con parti sovrastampate.

Stampa DLS al carbonio

Carbon DLS utilizza CLIP (Continuous Liquid Interface Production) per modellare i pezzi con luce e ossigeno. Attraverso una finestra permeabile all'ossigeno, una luce UV illumina un serbatoio di resina. Quando le immagini UV vengono proiettate, la resina si indurisce e la piattaforma di costruzione solleva il pezzo. Questo metodo è veloce e crea pezzi resistenti e durevoli.

Conclusione

Ora conoscete le principali differenze tra la stampa 3D FDM e SLA. Se volete parti robuste e a basso costo e una facile configurazione, usate la FDM. Se invece avete bisogno di superfici lisce e dettagli precisi, scegliete la SLA.

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Domande frequenti

Qual è la principale differenza tra FDM e SLA?

La FDM fonde e spinge la plastica per costruire un oggetto 3D strato per strato. La SLA utilizza una luce UV per indurire la resina liquida in strati solidi.

Quale tecnologia è più conveniente, FDM o SLA?

La FDM è solitamente più economica perché i materiali e le macchine costano meno. Ma il costo totale dipende dal prodotto e dai materiali necessari.

Quale tecnologia è migliore per creare parti altamente dettagliate?

La SLA è migliore per i pezzi dettagliati perché può creare superfici più lisce e dettagli più fini.