FDM vs SLA: Uma comparação pormenorizada

A impressão 3D mudou a forma como fazemos as coisas, mas nem todas as tecnologias de impressão 3D são iguais. Dois dos métodos mais comuns são a Modelação por Deposição Fundida (FDM) e a Estereolitografia (SLA).

Neste guia, vamos comparar FDM vs SLA em termos simples para que possa escolher o mais adequado às suas necessidades.

O que é o FDM?

A modelação por deposição fundida (FDM), também designada por fabrico de filamentos fundidos (FFF), é o tipo mais comum de impressão 3D. O FDM é um dos primeiros tipos de impressão 3D, inventado por Scott Crump, um dos fundadores da Stratasys.

As impressoras FDM existem em diferentes tamanhos e podem utilizar uma variedade de materiais. Os preços variam entre $5.000 e $500.000, consoante as capacidades da máquina.

Os materiais mais comuns incluem plásticos como o ABS, ASA e PLA. Algumas impressoras avançadas também podem utilizar materiais mais resistentes, como plásticos cheios de carbono e nylon, para impressões mais duradouras.

Como é que o FDM funciona?

Funciona de forma muito semelhante a uma pistola de cola quente. Uma bobina de filamento de plástico é aquecida até derreter. O plástico derretido é empurrado através de um bocal para criar uma camada fina na plataforma de construção, movendo-se de um lado para o outro (eixos X e Y).

O plástico arrefece e endurece rapidamente. Uma vez terminada uma camada, a plataforma desce e é adicionado mais plástico derretido por cima, construindo o objeto camada a camada (eixo Z).

O que é o SLA?

Estereolitografia (SLA) A impressão 3D começou nos anos 80 e rapidamente se tornou popular entre os fabricantes e as empresas de produtos.

Ao contrário da FDM, que utiliza filamentos, as impressoras SLA utilizam fotopolímeros - um líquido especial que endurece quando exposto à luz.

Em vez de um bocal, as impressoras SLA utilizam um laser para transformar a resina líquida numa peça sólida através de um processo chamado fotopolimerização.

Este método de impressão permite-lhe criar peças de alta resolução que são fortes, à prova de água e consistentes em todas as direcções. Os fotopolímeros são diferentes dos termoplásticos porque endurecem permanentemente quando curados.

Tal como as impressoras FDM, as impressoras SLA existem em diferentes tamanhos, opções de materiais e gamas de preços.

Como funciona o SLA?

O processo de SLA começa com uma plataforma submersa em resina líquida. Um laser, controlado por espelhos precisos, brilha sobre a resina, endurecendo-a camada a camada para formar a peça.

As primeiras camadas impressas são estruturas de suporte, que mantêm a peça presa à plataforma e proporcionam estabilidade. À medida que o laser cura cada camada, uma lâmina de recobrimento espalha resina fresca sobre a superfície, assegurando que a construção continua sem problemas.

A peça é criada de baixo para cima, uma camada de cada vez.

Tabela de comparação de propriedades entre FDM e SLA

A tabela abaixo mostra as diferenças comuns entre SLA e FDM e como se comparam.

Comparações entre FDM e SLA

Segue-se uma comparação pormenorizada entre FDM e SLA.

Tecnologia

O FDM e o SLA funcionam de formas diferentes. A FDM é mais simples - é possível montar uma com conhecimentos técnicos básicos. Derrete o plástico e deixa-o arrefecer para formar uma peça. A SLA, por outro lado, utiliza um laser para endurecer a resina líquida, exigindo conhecimentos e ferramentas especializados.

Materiais

As impressoras SLA utilizam resina líquida, que é frequentemente específica para cada impressora e está disponível em cores limitadas. As impressoras FDM utilizam filamentos de plástico disponíveis em muitas cores, incluindo opções reforçadas como a fibra de carbono. A maioria das impressoras FDM pode utilizar materiais de diferentes fornecedores, pelo que são mais flexíveis.

Volume de impressão

Impressoras FDM existem em vários tamanhos, desde pequenas unidades de secretária a grandes máquinas industriais que podem imprimir peças até um metro cúbico. As impressoras SLA são geralmente mais pequenas porque necessitam de armazenar resina líquida no interior da máquina.

Velocidade de impressão

Relativamente à velocidade do FDM vs SLA, a impressão 3D é mais rápida do que os métodos tradicionais, mas a velocidade nem sempre é o fator mais importante. A SLA imprime peças detalhadas com superfícies lisas, mas pode demorar mais tempo, especialmente para impressões grandes.

O FDM é mais rápido porque pode utilizar bocais maiores (0,6 mm, 1 mm, 2 mm), mas isto torna a superfície mais áspera. É necessário escolher entre velocidade e qualidade com base nas suas necessidades.

Resistência e durabilidade

Protótipos são submetidos a testes pesados, pelo que têm de ser resistentes. É necessário conhecer a resistência do FDM e do SLA para escolher qual deles utilizar. Os materiais FDM são mais resistentes do que os SLA. O ASA resiste aos raios UV, pelo que é ótimo para ferramentas de exterior. O nylon é durável para peças automóveis.

As peças SLA podem partir-se ou desgastar-se em condições difíceis. Ao escolher entre SLA e FDM, pense no local onde as suas peças serão utilizadas. Têm de funcionar na vida real e não apenas ter bom aspeto num laboratório.

Um mosquetão FDM impresso em 3D pode suportar 500 kg, provando a sua resistência.

Precisão e qualidade

A precisão depende das suas necessidades de conceção. Se planeia utilizar a moldagem por injeção, a SLA é uma boa escolha. Mas para peças industriais que necessitam de resistência, o FDM funciona melhor.

As ferramentas de fábrica, por exemplo, precisam de funcionar bem e não apenas de ter um aspeto perfeito. Escolha o método de impressão 3D correto com base na finalidade do seu produto.

Acabamento da superfície

A SLA produz peças mais suaves com detalhes finos, enquanto as impressões FDM têm linhas de camada visíveis que necessitam frequentemente de acabamento adicional, como lixagem ou suavização por vapor.

Custo

A SLA é mais cara porque utiliza materiais especializados e um laser de alta precisão. Uma impressora SLA de nível básico custa cerca de $1295, enquanto uma impressora FDM pode ser adquirida por apenas $200.

Aplicações e indústrias

A impressão 3D está a tornar-se mais comum em diferentes indústrias. Mais de 70% de empresas estão a encontrar novas formas de a utilizar, e mais fabricantes estão a utilizá-la para a produção total. Eis alguns dos sectores:

Aeroespacial

A indústria aeroespacial é líder na impressão 3D. No entanto, uma vez que os aviões e as naves espaciais necessitam de materiais resistentes e duradouros, alguns tipos de impressão 3D, como a SLA, não funcionam bem em ambientes agressivos.

A impressão FDM, que utiliza termoplásticos resistentes, é normalmente utilizada para fabricar protótipos e peças interiores de aviões. Uma grande vantagem da FDM é o facto de criar peças leves, o que é importante no sector aeroespacial.

Automóvel

A indústria automóvel utiliza frequentemente plásticos fortes como o ABS e o PP. Uma vez que estes materiais têm de suportar condições difíceis, a impressão FDM é a mais popular. É utilizada para criar protótipos, fabricar ferramentas e produzir pequenos lotes de peças.

Algumas peças de automóveis, como reflectores e componentes de iluminação, precisam de materiais transparentes, e é aí que a impressão SLA é útil.

Produtos de consumo

As empresas que fabricam produtos de uso quotidiano precisam de introduzir rapidamente novas ideias no mercado. A impressão 3D ajuda-as, permitindo-lhes testar rapidamente os desenhos.

Muitos produtos utilizam ambos os tipos de impressão 3D. Por exemplo, um dispositivo portátil pode ter um invólucro de plástico impresso em FDM com um punho macio impresso em SLA. A impressão SLA é frequentemente escolhida para fazer protótipos de grande pormenor.

Cuidados de saúde

Os cuidados de saúde utilizam a impressão 3D para ferramentas médicas, modelos de formação e produtos personalizados para aparelhos dentários ou auditivos. Os dispositivos médicos têm de ser esterilizados, pelo que devem ser impressos com materiais resistentes ao calor. Tanto o SLA como o FDM oferecem materiais adequados, mas é necessário escolher cuidadosamente.

Para modelos com elevado nível de pormenor, como os utilizados na formação médica, a impressão SLA é a melhor opção. Os produtos dentários utilizam principalmente a SLA, enquanto os aparelhos auditivos podem ser fabricados com qualquer um dos métodos.

Educação

Muitas escolas e universidades utilizam a impressão 3D para projectos de estudantes e investigação. Quase todas as universidades têm um espaço de criação e cada vez mais escolas secundárias estão a começar a utilizar impressoras 3D.

Os estudantes e investigadores preferem a FDM porque é acessível e fácil de utilizar. A impressão SLA requer mais pós-processamento, pelo que é menos conveniente para os principiantes. No entanto, espera-se que a FDM melhore com melhores materiais no futuro.

Impressão 3D FDM: Prós e contras

Prós das impressoras FDM

As impressoras FDM utilizam muitos tipos de plásticos. Podem imprimir objectos maiores do que as impressoras SLA. São úteis para protótipos e pequenas séries de produção.

Os novos filamentos oferecem mais força, resistência química e baixa fricção. Alguns, como as misturas de fibra de carbono, produzem peças leves mas fortes. O FDM é ótimo para peças funcionais, como componentes de automóveis e ferramentas aeroespaciais. Os modelos topo de gama imprimem com camadas finas para um acabamento mais suave.

Contras das impressoras FDM

As impressões FDM apresentam frequentemente linhas de camadas, pelo que poderá ser necessário lixar ou polir para obter uma superfície lisa. As alterações de temperatura também podem causar deformações ou separação de camadas. Uma vez que as impressoras FDM têm muitas peças móveis, qualquer pequeno problema pode arruinar uma impressão. É necessário verificar cuidadosamente as definições e os materiais antes de imprimir.

Impressão 3D SLA: Prós e contras

Prós das impressoras SLA

As impressoras SLA criam impressões super suaves e altamente detalhadas - perfeitas para protótipos, jóias e designs complexos. São também mais precisas do que as FDM porque não encolhem nem expandem com o calor. São óptimas para peças pequenas e precisas.

Contras das impressoras SLA

As impressões SLA podem ser frágeis, pelo que não são óptimas para peças que necessitem de resistência. Existem resinas mais fortes, mas continuam a ser mais fracas do que os materiais FDM, como o nylon. A impressão SLA também é mais cara e as impressoras têm áreas de construção mais pequenas, pelo que são menos úteis para trabalhos grandes ou de grande volume.

Considerações sobre FDM

O FDM é um método de impressão 3D de baixo custo que utiliza plásticos comuns como ABS, PLA e PETG. Ao contrário do SLA, que requer resina líquida dispendiosa e equipamento extra, o FDM apenas necessita da impressora. Muitos filamentos vêm em cores diferentes, pelo que não é necessário pintar.

O FDM poupa material com o enchimento, criando peças ocas com uma rede forte no interior em vez de plástico sólido. Isto reduz os custos e acelera a impressão.

As peças FDM são duráveis, especialmente com ABS ou nylon. Ao contrário do SLA, que pode tornar-se quebradiço com o tempo, as impressões FDM duram mais tempo. No entanto, as peças podem partir-se ao longo das linhas das camadas, pelo que é necessário ter em conta a forma como a força é aplicada aquando da conceção.

As impressões FDM têm linhas de camada visíveis e podem necessitar de pós-processamento para um acabamento suave. O arrefecimento do plástico também pode causar deformações, especialmente em cantos afiados ou saliências.

Considerações sobre o SLA

A SLA imprime em camadas muito finas - a partir de 0,004 polegadas (0,102 mm) - o que significa que verá menos linhas de camada em comparação com a impressão FDM, que normalmente começa em 0,008 polegadas (0,2 mm).

O laser UV das impressoras SLA é extremamente preciso, como se estivesse a utilizar uma caneta de ponta fina. Pode criar pormenores tão pequenos como a espessura de uma folha de papel de impressora. Isto torna a SLA perfeita para peças pormenorizadas como microfluídicas ou miniaturas para jogos de mesa.

No entanto, as peças SLA não duram muito tempo. São utilizadas principalmente para protótipos ou objectos de utilização única. Uma vez que o material é curado com luz UV, as peças podem ser frágeis e degradar-se com o tempo, especialmente quando expostas a mais raios UV. Podem também ficar amarelas ou mais fracas.

Na maioria dos casos, as peças SLA começam a degradar-se num prazo de 8 a 12 meses.

Quando escolher SLA em vez de FDM

Peças impressas em 3D de alta qualidade

Escolha SLA se precisar de impressões suaves, detalhadas e precisas. Embora seja mais caro e necessite de pós-processamento, oferece resultados profissionais que o FDM não consegue igualar.

O SLA é melhor para peças precisas, como modelos dentários e jóias. Utiliza um laser para endurecer a resina líquida, garantindo tolerâncias apertadas. O FDM, que derrete o plástico, pode apresentar ligeiras inconsistências. As impressões SLA são suaves, ideais para protótipos e dispositivos médicos. As impressões FDM apresentam linhas de camadas e necessitam de ser lixadas.

A SLA é excelente em pormenores pequenos e intrincados, como paredes finas e arestas vivas. A FDM pode esbater caraterísticas finas devido ao plástico derretido.

Peças impressas em 3D totalmente densas

As impressões SLA são totalmente densas e à prova de fugas. As impressões FDM podem ter pequenas lacunas, pelo que são menos fiáveis para reter líquidos ou lidar com pressão. O SLA produz impressões verdadeiramente nítidas, enquanto as lacunas de ar do FDM fazem com que as impressões pareçam turvas.

As impressões SLA são igualmente fortes em todas as direcções. As impressões FDM são mais fracas na direção vertical (Z).

Peças impressas em 3D resistentes à temperatura

As impressões SLA não derretem, pelo que são ideais para utilizações a altas temperaturas, como testes de motores. Os materiais FDM amolecem com o calor. As impressões SLA resistem à esterilização - são óptimas para ferramentas médicas e guias cirúrgicos.

A SLA cria moldes e ferramentas fortes e resistentes ao calor a um custo mais baixo do que as alternativas em metal ou CNC.

Alternativas ao SLA e ao FDM

A SLA e a FDM não são as únicas opções para a impressão 3D. O PolyJet e o Carbon DLS também podem funcionar bem para as suas necessidades.

Impressão PolyJet

O PolyJet funciona através da pulverização de pequenas gotas de fotopolímero líquido, camada a camada, que endurece instantaneamente sob luz UV. Cria pixéis 3D (chamados voxels) que combinam materiais flexíveis e rígidos, conhecidos como materiais digitais.

Cada camada tem 30 microns de espessura, o que ajuda a produzir peças detalhadas e precisas. As impressões PolyJet estão disponíveis em diferentes níveis de dureza e têm um preço razoável. Pode até criar protótipos com peças sobremoldadas.

Impressão DLS de carbono

A Carbon DLS utiliza o CLIP (Continuous Liquid Interface Production) para moldar peças com luz e oxigénio. Uma luz UV brilha através de uma janela permeável ao oxigénio para um tanque de resina. À medida que as imagens UV são projectadas, a resina endurece e a plataforma de construção levanta a peça. Este método é rápido e cria peças fortes e duradouras.

Conclusão

Agora já conhece as principais diferenças entre a impressão 3D FDM e SLA. Se pretende peças de baixo custo, resistentes e de fácil configuração, utilize FDM. Mas se precisar de superfícies lisas e detalhes finos, opte pela SLA.

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FAQs

Qual é a principal diferença entre FDM e SLA?

A FDM derrete e empurra o plástico para construir um objeto 3D camada a camada. A SLA utiliza uma luz UV para endurecer a resina líquida em camadas sólidas.

Que tecnologia é mais económica, FDM ou SLA?

O FDM é normalmente mais barato porque os seus materiais e máquinas custam menos. Mas o custo total depende do que está a fazer e dos materiais de que necessita.

Que tecnologia é melhor para criar peças altamente detalhadas?

A SLA é melhor para peças detalhadas porque pode criar superfícies mais suaves e detalhes mais finos.