FDM против SLA: Подробное сравнение

3D-печать изменила способ изготовления вещей, но не все технологии 3D-печати одинаковы. Два наиболее распространенных метода - это моделирование методом наплавленного осаждения (FDM) и стереолитография (SLA).

В этом руководстве мы сравним FDM и SLA в простых терминах, чтобы вы могли выбрать подходящий вариант для своих нужд.

Что такое FDM?

Fused Deposition Modeling (FDM), также называемый Fused Filament Fabrication (FFF), является наиболее распространенным типом 3D-печати. FDM - один из первых видов 3D-печати, изобретенный Скоттом Крампом, основателем компании Stratasys.

FDM-принтеры бывают разных размеров и могут использовать различные материалы. Цены варьируются от $5 000 до $500 000, в зависимости от возможностей машины.

К распространенным материалам относятся такие пластики, как ABS, ASA и PLA. Некоторые современные принтеры могут использовать и более прочные материалы, такие как углепластик и нейлон, для получения более долговечных отпечатков.

Как работает FDM?

Он работает так же, как пистолет для горячего клея. Катушка пластиковой нити нагревается до расплавления. Расплавленный пластик продавливается через сопло, создавая тонкий слой на строительной платформе, двигаясь из стороны в сторону (по осям X и Y).

Пластик быстро остывает и затвердевает. Как только слой готов, платформа перемещается вниз, и сверху добавляется еще расплавленный пластик, создавая объект слой за слоем (ось Z).

Что такое SLA?

Стереолитография (SLA) 3D-печать появилась в 1980-х годах и быстро завоевала популярность среди производителей и компаний, выпускающих продукцию.

В отличие от FDM, где используется нить, в SLA-принтерах применяются фотополимеры - специальная жидкость, которая затвердевает под воздействием света.

Вместо сопла в SLA-принтерах используется лазер для превращения жидкой смолы в твердую деталь с помощью процесса, называемого фотополимеризацией.

Этот метод печати позволяет создавать детали с высоким разрешением, прочные, водонепроницаемые и устойчивые во всех направлениях. Фотополимеры отличаются от термопластов тем, что после отверждения они постоянно затвердевают.

Как и FDM-принтеры, SLA-принтеры бывают разных размеров, вариантов материалов и ценовых диапазонов.

Как работает SLA?

Процесс SLA начинается с платформы, погруженной в жидкую смолу. Лазер, управляемый точными зеркалами, светит на смолу, затвердевая слой за слоем и формируя деталь.

Первые напечатанные слои - это опорные конструкции, которые удерживают деталь на платформе и обеспечивают устойчивость. По мере того как лазер отверждает каждый слой, лезвие дозатора распределяет свежую смолу по поверхности, обеспечивая плавное продолжение сборки.

Деталь создается снизу вверх, по одному слою за раз.

Таблица сравнения свойств между FDM и SLA

В таблице ниже приведены общие различия между SLA и FDM и их сравнение.

Сравнение FDM и SLA

Ниже приведено подробное сравнение между FDM и SLA.

Технология

FDM и SLA работают по-разному. FDM проще - его можно установить, имея базовые технические навыки. Он расплавляет пластик и дает ему остыть, чтобы сформировать деталь. SLA, с другой стороны, использует лазер для затвердевания жидкой смолы, что требует специальных знаний и инструментов.

Материалы

В SLA-принтерах используется жидкая смола, которая часто специфична для каждого принтера и имеет ограниченное количество цветов. В принтерах FDM используются пластиковые нити, доступные во многих цветах, включая армированные варианты, такие как углеродное волокно. Большинство принтеров FDM могут использовать материалы от разных поставщиков, поэтому они более гибкие.

Объем печати

FDM-принтеры Принтеры бывают разных размеров, от небольших настольных до крупных промышленных машин, способных печатать детали объемом до кубического метра. SLA-принтеры, как правило, меньше, поскольку им необходимо хранить жидкую смолу внутри машины.

Скорость печати

Что касается скорости FDM и SLA, то 3D-печать быстрее традиционных методов, но скорость не всегда является самым важным фактором. SLA печатает детали с гладкой поверхностью, но может занимать больше времени, особенно при больших тиражах.

FDM быстрее, потому что вы можете использовать более крупные сопла (0,6 мм, 1 мм, 2 мм), но при этом поверхность получается более шероховатой. Вы должны выбирать между скоростью и качеством в зависимости от ваших потребностей.

Прочность и долговечность

Прототипы проходят серьезные испытания, поэтому они должны быть прочными. Вам нужно знать, что такое FDM и SLA, чтобы выбрать, какой из них использовать. Материалы FDM прочнее, чем SLA. ASA противостоит ультрафиолетовым лучам, поэтому он отлично подходит для инструментов, используемых на открытом воздухе. Нейлон прочен для автомобильных деталей.

Детали SLA могут сломаться или износиться в сложных условиях. Выбирая между SLA и FDM, подумайте о том, где будут использоваться ваши детали. Они должны работать в реальной жизни, а не просто хорошо выглядеть в лаборатории.

3D-печатный карабин из FDM может выдержать 500 кг, что доказывает его прочность.

Точность и качество

Точность зависит от ваших конструкторских потребностей. Если вы планируете использовать литье под давлением, SLA - хороший выбор. Но для промышленных деталей, которым нужна прочность, лучше подойдет FDM.

Например, заводские инструменты должны хорошо работать, а не просто идеально выглядеть. Выбирайте правильный метод 3D-печати в зависимости от назначения вашего изделия.

Отделка поверхности

SLA позволяет получать более гладкие детали с мелкими деталями, в то время как отпечатки FDM имеют видимые линии слоев, которые часто требуют дополнительной обработки, например, шлифовки или сглаживания паром.

Стоимость

SLA дороже, потому что в нем используются специализированные материалы и высокоточный лазер. Принтер SLA начального уровня стоит около $1295, в то время как принтер FDM можно приобрести всего за $200.

Применение и отрасли

3D-печать становится все более распространенной в различных отраслях. Более 70% предприятий находят новые способы ее применения, и все больше производителей используют ее для полноценного производства. Вот некоторые из этих отраслей:

Аэрокосмическая промышленность

Аэрокосмическая промышленность занимает лидирующие позиции в области 3D-печати. Однако, поскольку самолеты и космические корабли нуждаются в прочных и долговечных материалах, некоторые виды 3D-печати, например SLA, не очень хорошо работают в суровых условиях.

FDM-печать, в которой используются прочные термопласты, широко применяется для изготовления прототипов и деталей интерьера самолетов. Одним из главных преимуществ FDM является создание легких деталей, что очень важно для аэрокосмической отрасли.

Автомобили

В автомобильной промышленности часто используются прочные пластики, такие как ABS и PP. Поскольку эти материалы должны выдерживать жесткие условия эксплуатации, наиболее популярна печать FDM. Она используется для прототипирования, изготовления инструментов и производства небольших партий деталей.

Некоторые автомобильные детали, например отражатели и элементы освещения, нуждаются в прозрачных материалах, и именно здесь пригодится SLA-печать.

Потребительские товары

Компаниям, производящим товары повседневного спроса, необходимо быстро выводить новые идеи на рынок. 3D-печать помогает им в этом, позволяя быстро тестировать дизайн.

Во многих изделиях используются оба типа 3D-печати. Например, портативное устройство может иметь пластиковый корпус, напечатанный методом FDM, и мягкую рукоятку, напечатанную методом SLA. SLA-печать часто используется для изготовления прототипов с высокой детализацией.

Здравоохранение

В здравоохранении 3D-печать используется для изготовления медицинских инструментов, учебных моделей и индивидуальных стоматологических или слуховых аппаратов. Медицинские устройства нуждаются в стерилизации, поэтому для их печати необходимо использовать термостойкие материалы. И SLA, и FDM предлагают подходящие материалы, но выбирать нужно тщательно.

Для моделей с высокой детализацией, например, используемых в медицинском обучении, лучше всего подходит SLA-печать. В стоматологических изделиях в основном используется SLA, а слуховые аппараты могут быть изготовлены любым из этих методов.

Образование

Многие школы и университеты используют 3D-печать для студенческих проектов и исследований. Почти в каждом университете есть мейкерспейс, и все больше средних школ начинают использовать 3D-принтеры.

Студенты и исследователи предпочитают FDM, потому что она доступна по цене и проста в использовании. SLA-печать требует более тщательной постобработки, поэтому она менее удобна для начинающих. Однако ожидается, что в будущем FDM будет совершенствоваться за счет более качественных материалов.

FDM 3D-печать: Плюсы и минусы

Плюсы принтеров FDM

В принтерах FDM используется множество видов пластмасс. Они могут печатать более крупные объекты, чем SLA-принтеры. Их удобно использовать для изготовления прототипов и небольших партий продукции.

Новые нити обеспечивают большую прочность, химическую стойкость и низкое трение. Некоторые из них, например смеси углеродных волокон, позволяют создавать легкие, но прочные детали. FDM отлично подходит для изготовления функциональных деталей, таких как автомобильные компоненты и аэрокосмические инструменты. Высокотехнологичные модели печатаются тонкими слоями для получения более гладкой поверхности.

Недостатки принтеров FDM

На отпечатках FDM часто видны линии слоев, поэтому для получения гладкой поверхности может потребоваться шлифовка или полировка. Перепады температуры также могут привести к короблению или разделению слоев. Поскольку в принтерах FDM много движущихся частей, любая мелкая проблема может испортить печать. Перед печатью необходимо тщательно проверить настройки и материалы.

SLA 3D-печать: Плюсы и минусы

Плюсы SLA-принтеров

SLA-принтеры создают супергладкие, высокодетализированные отпечатки - идеальное решение для прототипов, ювелирных изделий и замысловатых конструкций. Они также более точны, чем FDM, поскольку не сжимаются и не расширяются при нагревании. Они отлично подходят для изготовления небольших и точных деталей.

Недостатки SLA-принтеров

Отпечатки SLA могут быть хрупкими, поэтому они не подходят для деталей, которым нужна прочность. Существуют более прочные смолы, но они все равно слабее, чем материалы FDM, например нейлон. Кроме того, SLA-печать дороже, а принтеры имеют меньшую площадь сборки, поэтому они менее удобны для крупных и объемных работ.

Соображения по FDM

FDM - это недорогой метод 3D-печати с использованием таких распространенных пластиков, как ABS, PLA и PETG. В отличие от SLA, где требуется дорогостоящая жидкая смола и дополнительное оборудование, для FDM нужен только принтер. Многие филаменты бывают разных цветов, поэтому их не нужно красить.

FDM экономит материал, создавая вместо сплошного пластика полые детали с прочной решеткой внутри. Это снижает стоимость и ускоряет печать.

Детали FDM долговечны, особенно из ABS или нейлона. В отличие от SLA, которые со временем могут стать хрупкими, отпечатки FDM служат дольше. Однако детали могут ломаться по линиям слоев, поэтому при проектировании необходимо учитывать, как прикладывается сила.

Отпечатки FDM имеют видимые линии слоев и могут нуждаться в постобработке для получения гладкой поверхности. Охлаждение пластика также может привести к деформации, особенно при наличии острых углов или выступов.

Соображения по SLA

SLA печатает очень тонкими слоями - начиная с 0,004 дюйма (0,102 мм) - что означает, что вы увидите меньше линий слоя по сравнению с FDM-печатью, которая обычно начинается с 0,008 дюйма (0,2 мм).

Ультрафиолетовый лазер в SLA-принтерах чрезвычайно точен, как перо с тонким наконечником. Он может создавать крошечные детали толщиной с лист бумаги для принтера. Благодаря этому SLA идеально подходит для создания детальных деталей, таких как микрофлюидики или миниатюры для настольных игр.

Однако детали SLA недолговечны. Они используются в основном для прототипов или одноразовых изделий. Поскольку материал отверждается под воздействием ультрафиолетового света, детали могут быть хрупкими и со временем разрушаются, особенно под воздействием ультрафиолетовых лучей. Они также могут пожелтеть или стать слабее.

В большинстве случаев детали SLA начинают разрушаться через 8-12 месяцев.

Когда следует выбирать SLA вместо FDM

Высококачественные 3D-печатные детали

Выбирайте SLA, если вам нужны гладкие, детализированные и точные отпечатки. Хотя он дороже и требует постобработки, он обеспечивает профессиональные результаты, с которыми не сравнится FDM.

SLA лучше всего подходит для изготовления точных деталей, таких как стоматологические модели и ювелирные изделия. В нем используется лазер для затвердевания жидкой смолы, что обеспечивает жесткие допуски. FDM, в которой плавится пластик, может иметь небольшие несоответствия. Отпечатки SLA получаются гладкими, что идеально подходит для прототипов и медицинских приборов. На отпечатках FDM видны линии слоев и требуется шлифовка.

SLA отлично справляется с мелкими, сложными деталями, такими как тонкие стенки и острые края. FDM может размыть мелкие детали из-за расплавленного пластика.

Полностью плотные 3D-печатные детали

Отпечатки SLA полностью плотные и герметичные. Отпечатки FDM могут иметь крошечные зазоры, поэтому они менее надежны для удержания жидкостей или работы под давлением. SLA позволяет получать действительно прозрачные отпечатки, в то время как воздушные зазоры в FDM делают отпечатки мутными.

Отпечатки SLA одинаково прочны во всех направлениях. Отпечатки FDM слабее в вертикальном направлении (Z).

Термостойкие 3D-печатные детали

Отпечатки SLA не плавятся, поэтому они идеально подходят для использования при высоких температурах, например для тестирования двигателей. Материалы FDM размягчаются под воздействием тепла. Отпечатки SLA выдерживают стерилизацию - они отлично подходят для изготовления медицинских инструментов и хирургических направляющих.

SLA позволяет создавать прочные, термостойкие формы и инструменты по более низкой цене, чем металлические или с ЧПУ.

Альтернативы SLA и FDM

SLA и FDM - не единственные варианты 3D-печати. PolyJet и Carbon DLS также могут хорошо подойти для ваших нужд.

Полиструйная печать

PolyJet работает путем распыления крошечных капель жидкого фотополимера слой за слоем, который мгновенно затвердевает под воздействием ультрафиолетового света. Он создает 3D-пиксели (так называемые воксели), которые сочетают в себе гибкие и жесткие материалы, известные как цифровые материалы.

Толщина каждого слоя составляет 30 микрон, что помогает получать детализированные и точные детали. Отпечатки PolyJet имеют различные уровни твердости и доступны по цене. Вы даже можете создавать прототипы с деталями, отлитыми по технологии overmold.

Печать на углеродном дисплее

В Carbon DLS используется технология CLIP (Continuous Liquid Interface Production), позволяющая формировать детали с помощью света и кислорода. Ультрафиолетовая лампа светит через кислородопроницаемое окно в резервуар со смолой. По мере проецирования УФ-изображений смола затвердевает, и платформа для сборки поднимает деталь. Этот метод отличается быстротой и позволяет создавать прочные и долговечные детали.

Заключение

Теперь вы знаете основные различия между FDM и SLA 3D-печатью. Если вам нужны недорогие, прочные детали и простая настройка, используйте FDM. Но если вам нужны гладкие поверхности и тонкие детали, выбирайте SLA.

На сайте DEKМы воплощаем ваши идеи в жизнь. У нас есть надежные услуги по 3D-печати FDM и SLA, и мы готовы помочь вам сделать это правильно. Пришлите нам свои файлы, и мы позаботимся об остальном, обеспечив профессиональное и своевременное обслуживание.

Вопросы и ответы

В чем основное различие между FDM и SLA?

FDM плавит и выдавливает пластик, создавая 3D-объект слой за слоем. SLA использует ультрафиолетовую лампу для затвердевания жидкой смолы в твердые слои.

Какая технология экономически эффективнее - FDM или SLA?

FDM обычно дешевле, потому что материалы и машины стоят меньше. Но общая стоимость зависит от того, что именно вы делаете и какие материалы вам нужны.

Какая технология лучше подходит для создания высокодетализированных деталей?

SLA лучше подходит для изготовления деталей, поскольку позволяет создавать более гладкие поверхности и мелкие детали.