SLA vs. FDM: tavaliste 3D -printimistehnoloogiate võrdlemine

3D -printimistehnoloogia on seni arenenud ja sellest on saanud oluline jõud töötlevas tööstuses, muutes toodete kujundamise ja valmistamise viisi. Paljude 3D -printimistehnoloogiate hulgas on SLA (stereolitograafia) ja FDM (sulatatud sadestumise modelleerimine) kaks äärmiselt levinud ja laialt levinud tehnoloogiat. Kolmemõõtmeliste objektide ehitamiseks kasutab SLA ultraviolettkiirguse lasereid valgustundlike vaikude kiiritamiseks ja kihiga tahkumiseks. See tehnoloogia võib toota peeneid ja keerulisi esemeid, millel on äärmiselt täpne ja siledad pinnad, ning kasutada erinevat värvi ja tekstuuriga vaigumaterjale. FDM soojendab ja sulatab plastist hõõgniidid ning ladustab seejärel objekti moodustamiseks materjalide kihi kihiks. Selle põhimõte on lihtne, seadmete maksumus ja materjali maksumus on suhteliselt madal ning trükikiirus on kiire. Seda kasutatakse laialdaselt peredes, koolihariduses, valmistajaruumides ja väikestes tööstuslikes tootmises, kuid tavaliselt on see täpsuse ja pinna kvaliteedi osas halvem. SLA ja FDM -i omaduste, eeliste ja piirangute mõistmine on ülioluline sobivate 3D -printimistehnoloogiate ratsionaalseks valimiseks erinevates tööstusharudes ja rakenduse stsenaariumid. See artikkel viib läbi SLA ja FDM-i, kahe ühise 3D-printimise tehnoloogia põhjaliku võrdleva analüüsi, et teha paremaid otsuseid praktilistes rakendustes.



Mis vahe on SLA ja FDM 3D -printeril?
1. Mis on FDM 3D -printer?
1.1Kuidas FDM 3D -printeritega töötavad?
2.Mis on SLA 3D -printer?
2.2Kuidas SLA 3D printerid töötavad?
3. SLA ja FDM -i materiaalsed omadused
4. SLA ja FDM 3D -printerite iseloomustus
4.1 SLA 3D -printerite loomine
4.2 FDM 3D -printerite leidmine
5. Kui kasutada SLA -d ja FDM -i


1. Mis on FDM 3D -printer?

Sulatatud sadestumise modelleerimine (FDM), tuntud ka kui sulatatud hõõgniidi valmistamine (FFF), on turul kõige levinum 3D -printimise tehnoloogia. Tavaliselt on FDM 3D -printerid varustatud üksikute või kahekordsete ekstruuderitega, mis ühilduvad termoplastiliste filamentidega. Filamendid laaditakse masinasse materjali poolide kaudu, sulatatakse ja ladestatakse kuumutatud trükiplatvormile vastavalt eelseatud trajektoorile. Materjalid jahtuvad sadestusprotsessi ajal sünkroonselt ja kleepuvad üksteisele kolmemõõtmelise osa ehitamiseks.
FDM -i printeritel on erinevad spetsifikatsioonid ja erinev materjali ühilduvus ning hinnaklass ulatub 5 dollarist, 000 kuni 500 dollarini, 000. Rakendatavad materjalid hõlmavad selliseid plasti nagu ABS, ASA ja PLA, samas kui mõned arenenumad 3D -printerid on hakanud pakkuma täidetud süsinikkiu ja nailonmaterjale, mis on tugevamad ja mille tööiga on pikem.

1.1Kuidas FDM 3D -printeritega töötavad?
FDM, mis on 3D -printimise ühe varaseimaid vorme, leiutas Stratasys üks asutajaid Scott Crump. Põhimõte on väga lihtne, nagu kuuma liimipüstoli kasutamine. Termoplastilise hõõgniidi või plasti pooli kuumutatakse sulamistemperatuurini. Kuum vedel plastik ekstrudeeritakse läbi otsiku ja see moodustab prindiplatvormil õhukese ühekihi piki x ja y telge. See kiht jahtub kiiresti ja kõveneb. Pärast iga kihi lõppu lastakse platvorm langetama ja sulamist rohkem sulatatakse, pannes osa vertikaalselt kasvama piki z -telge.

2.Mis on SLA 3D -printer?

Stereolitograafia (SLA) sisenes turule 1980. aastatel ja selle võtsid kiiresti kasutusele mitmesugused teenindajad ja tarbekaupade ettevõtted. Filamentide asemel kasutavad SLA 3D-printerid fotopolümeerisid, mis on valgustundlikud materjalid, mis muudavad valguse kokkupuutel füüsikalisi omadusi. Selle asemel, et töötada läbi ekstrusiooniotsiku, kasutavad SLA printerid lasereid, et tahkestada vedelat vaiku tahketeks osadeks, kasutades fotokulu.
See ainulaadne printimisprotsess on võimeline tootma kõrge eraldusvõimega osi, mis on isotroopsed ja veekindlad. Fotopolümeerid on termoseti materjalid, mis tähendab, et nad reageerivad termoplastilistele materjalidele erinevalt. Sarnaselt FDM -iga on SLA printerid saadaval erineva suurusega, materiaalse ühilduvuse ja hinnavahemikega.

2.2Kuidas SLA 3D printerid töötavad?
SLA kasutab osade toorainena fotopolümeeri vaikusid. Fotopolümeerid vajavad intensiivset ultraviolettvalgust laserist kuni seadmiseni, mis on SLA põhikontseptsioon. Ehitamine toimub vaigule sukeldatud platvormil. Paagi kohal laser, mida juhitakse täppispeeglitega, ravib vedela vaigu kihi - kihi abil, moodustades soovitud osa kuju. Esiteks luuakse tugistruktuurid, et kinnitada osa platvormile ja pakkuda korralikku tuge. Pärast igat läbimist murrab rekoattera vaigu pindpinevus osa kohal ja tarnib rohkem materjali. See osa on ehitatud alt üles.

3. SLA ja FDM -i materiaalsed omadused

4. SLA ja FDM 3D -printerite iseloomustus

4.1 SLA 3D -printerite loomine
Ülimalt kõrge täpsus:

SLA printerid kasutavad äärmiselt suure täpsusega ultraviolettlasertehnoloogiat ja võivad täpselt kujundada pisikesi omadusi, kus on töötlemise tase, mis võib jõuda trükkpaberi paksuseni. Suure hulga peenete struktuuridega osi, näiteks mikrovedelike seadmete ja õrnade käsitsi valmistatud mudelite valmistamisel võib see suurepäraselt esitada kõik detailid, ületades kaugelt muid trükitehnoloogiaid.
Kvaliteetsed materjalid:

See kasutab heledat vaigumaterjale ning see ravitakse ja moodustatakse kiiresti ultraviolettkiirguse teel. See materjal on aga termokogumismaterjal ja valmistatud osad on hapramad kui termoplast. Kuna kokkupuute aeg ultraviolettkiirteni suureneb, ei muutu see mitte ainult rabedaks, vaid võib ka tuhmuda. Tegelik tööiga on üldiselt umbes 8-12 kuud ja see sobib enamasti lühiajaliseks kasutamiseks või ühekordseks tootmiseks.
Suurepärane pinna tasasus:
SLA printerite kihi kõrgus algab ainult {{0}}. 004 tolli (0,102 mm), mis on palju madalam kui FDM -i kihi kõrguse vahemik. See muudab kihtide vahelise ühenduse printimisprotsessi ajal eriti tihedalt ja peaaegu pole ilmset kihiliini. Trükitud toote pind on sile ja tasane ning kõrge pinna kvaliteedinõudeid saab saavutada ilma keeruka postitamiseta.
Konkreetsed rakenduse eelised:
SLA printeritel on prototüüpimise valdkonnas olulised eelised, kuna need saavad kiiresti ja täpselt muuta kujundused füüsilisteks mudeliteks, täites prototüüpimise vajadusi kõrgete välimuse ja detailide nõuetega. Samal ajal on SLA printerid ka parim valik väikeste ja keerukate osade valmistamisel, millel on ranged täpsuse ja pinnakvaliteedi nõuded. Kuid need ei sobi osade printimiseks, mida tuleb pikka aega kasutada ja mida sageli stressi all kannavad.

4.2 FDM 3D -printerite leidmine
Rikkad materjalid ja odavad kulud:
FDM-i printerite kasutamine kasutab mitmesuguseid termoplastilisi materjale, sealhulgas ABS, PLA, PETG, TPU, ja võivad kasutada ka PP või süsinikuga täidetud materjale. Materjali hind on madal ja valida on palju värve, näiteks ABS ja PLA. Pärast tootmist pole maalimist ega värvimist vaja ja hõõgniidi materjalid on tavaliselt odavamad kui SLA jaoks vajalikud vaigud.
Madala infrastruktuuri maksumus:
FDM ei vaja peaaegu mingit täiendavat infrastruktuuri, välja arvatud masin ise. Erinevalt tööstuslike SLA-masinatest, mis nõuavad mehaaniliste omaduste lukustamiseks töötlemata vaiku ja UV-järeltšeki töötlemist, säästab FDM need sammud ja vähendab oluliselt kulusid. FDM -i trükitarkvara toetab osade õõnestamist ehitusprotsessi ajal ja tahkete interjööride asendamist võredega, vähendades materjali kasutamist ja vähendades kulusid.
Vastupidavad osad:
Selliste materjalide nagu ABS või nailoni kasutamisel on FDM osad vastupidavamad kui SLA tehtud. SLA osad on valguse suhtes tundlikud, kuna nende valmistamise viis on, ning need kipuvad valguse kokkupuutel tuhmuma ja muutuma hapraks, samal ajal kui FDM -i osadel seda probleemi pole.
Seal on printimise piirangud:
FDM -i printimissuund mõjutab mehaanilisi omadusi. Kihtide vahel pole kattumist ja osad on kihi joont purunemiseks. Kujundamisel on vaja mõista jõu suunda, et vältida peamist jõudu kihtide eraldamiseks; Esteetiline jõudlus pole nii hea kui teised 3D-printimismeetodid, kihiliin on ilmne ja sageli on vajalik järeltöötlus; Traadijahutus tekitab geomeetrilisi piiranguid, 90- kraadi nurgad on kalduvusele väändumisele ja madala nurgaga üleulatuvad üleulatuvad on kalduvus koorimisele, mille tulemuseks on kare pind.

5. Kui kasutada SLA -d ja FDM -i

Tutvustage kahte tehnilist funktsiooni ja rakendatavaid stsenaariume, et pakkuda viiteid:

SLA tehnoloogia:
Fotokitsemise põhimõtte põhjal kasutatakse ultraviolettlaserit vedeliku vaigu vormimiseks.
Eelised:Kõrge täpsus, suurepärane võime esitada keerulisi ja peeneid geomeetria ning pisikesi omadusi, sile pind sissepritsega vormitud osade tekstuuri lähedal ja kiire lühiajaline vormimine.
Rakendatavad stsenaariumid:Tootmine täppisosi, näiteks ehete prototüübid ja mikrovedelikud komponendid; prototüüpide või vormide valmistamine, mis näitavad toodete välimust, näiteks toote välimuse prototüübid ja kunstiskulptuurimudelid; Sobib lühiajaliseks või ühekordseks kasutamiseks.

FDM -tehnoloogia:
Kuumutamine ja väljapressimine termoplastiliste hõõgniitide kiht kihi kaupa objektide ehitamiseks.
Eelised:rikkalik materjalivalik ja palju värvikombinatsioone; Printeri seadmete ja tarbekaupade madalad kulud; Trükitud osade kõrge tugevus ja sitkus.
Rakendatavad stsenaariumid:Prototüüpide mitme versiooni valmistamine toote kujundamise varases etapis; piiratud eelarvetega projektid või osade suuremahulist tootmist; Lõpptarbimise osade tootmine, millel on suure vastupidavuse nõuded, näiteks tööstuslikud seadmed ja mehaanilised osad.
Otsuste tegemise nõuanded:Valige SLA, kui otsite suurt täpsust, ilusat välimust ja lühikest tarneaega; Valige FDM, kui hindate materjali mitmekesisust, kulutõhusust ja osade vastupidavust; Saate neid kasutada ka koos, näiteks kasutada SLA kuvamiseks prototüüpide ja FDM -i tootmistestide jaoks.