SLA vs. FDM: เปรียบเทียบเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติทั่วไป

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้พัฒนาจนถึงปัจจุบันและได้กลายเป็นพลังสำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตการเปลี่ยนแปลงวิธีการออกแบบและผลิตผลิตภัณฑ์ ในบรรดาเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติจำนวนมาก SLA (stereolithography) และ FDM (การสร้างแบบจำลองการสะสมหลอมรวม) เป็นเทคโนโลยีที่พบได้ทั่วไปและใช้กันอย่างแพร่หลาย SLA ใช้เลเซอร์รังสีอัลตราไวโอเลตเพื่อฉายรังสีเรซินที่ไวต่อแสงและทำให้เป็นชั้น ๆ โดยเลเยอร์เพื่อสร้างวัตถุสามมิติ เทคโนโลยีนี้สามารถผลิตวัตถุที่ดีและซับซ้อนด้วยพื้นผิวที่มีความแม่นยำสูงและราบรื่นมากและสามารถใช้วัสดุเรซิ่นที่มีสีและพื้นผิวต่างๆ FDM ให้ความร้อนและละลายเส้นใยพลาสติกจากนั้นฝากชั้นวัสดุโดยเลเยอร์ผ่านเครื่องอัดรีดเพื่อสร้างวัตถุ หลักการของมันง่ายต้นทุนอุปกรณ์และต้นทุนวัสดุค่อนข้างต่ำและความเร็วการพิมพ์นั้นเร็ว มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในครอบครัวการศึกษาในโรงเรียนพื้นที่ผลิตและการผลิตอุตสาหกรรมขนาดเล็ก แต่มักจะด้อยกว่า SLA ในแง่ของความแม่นยำและคุณภาพพื้นผิว การทำความเข้าใจลักษณะข้อดีและข้อ จำกัด ของ SLA และ FDM เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกอย่างมีเหตุผลของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่เหมาะสมในอุตสาหกรรมและสถานการณ์แอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน บทความนี้จะทำการวิเคราะห์เชิงลึกของ SLA และ FDM ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติทั่วไปสองเทคโนโลยีเพื่อทำการตัดสินใจที่ดีขึ้นในการใช้งานจริง



ความแตกต่างระหว่างเครื่องพิมพ์ SLA และ FDM 3D คืออะไร?
1. เครื่องพิมพ์ FDM 3D คืออะไร?
1.1 เครื่องพิมพ์ FDM 3D ทำงานได้อย่างไร?
2. เครื่องพิมพ์ SLA 3D คืออะไร?
2.2 เครื่องพิมพ์ SLA 3D ทำงานได้อย่างไร?
3. คุณสมบัติของวัสดุของ SLA และ FDM
4.CHARACTIONS ของเครื่องพิมพ์ SLA และ FDM 3D
4.1 ฟีเทอร์ของเครื่องพิมพ์ SLA 3D
4.2 คุณสมบัติของเครื่องพิมพ์ 3D FDM
5. เมื่อใช้ SLA และ FDM


1. เครื่องพิมพ์ FDM 3D คืออะไร?

การสร้างแบบจำลองการสะสมแบบหลอมรวม (FDM) หรือที่เรียกว่าการผลิตเส้นใย Fused (FFF) เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่พบมากที่สุดในตลาด โดยทั่วไปแล้วเครื่องพิมพ์ FDM 3D จะติดตั้งเครื่องอัดรีดเดี่ยวหรือคู่ที่เข้ากันได้กับเส้นใยเทอร์โมพลาสติก เส้นใยจะถูกโหลดเข้าไปในเครื่องผ่านวัสดุสปูลของวัสดุละลายและฝากบนแพลตฟอร์มการพิมพ์ที่ร้อนตามวิถีการตั้งค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า วัสดุเย็น ๆ ในระหว่างกระบวนการสะสมและยึดติดกันเพื่อสร้างส่วนสามมิติ
เครื่องพิมพ์ FDM มีข้อกำหนดต่าง ๆ และความเข้ากันได้ของวัสดุที่แตกต่างกันและช่วงราคามีตั้งแต่ US $ 5, 000 ถึง US $ 500, 000 วัสดุที่ใช้งานได้รวมถึงพลาสติกเช่น ABS, ASA และ PLA ในขณะที่เครื่องพิมพ์ 3D ขั้นสูงบางตัวเริ่มที่จะนำเสนอวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์และไนลอนที่เต็มไปด้วยวัสดุซึ่งแข็งแกร่งขึ้นและมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

1.1 เครื่องพิมพ์ FDM 3D ทำงานได้อย่างไร?
FDM หนึ่งในรูปแบบแรกสุดของการพิมพ์ 3 มิติถูกคิดค้นโดย Scott Crump หนึ่งในผู้ก่อตั้ง Stratasys หลักการนั้นง่ายมากเช่นเดียวกับการใช้ปืนกาวร้อน สปูลของเส้นใยเทอร์โมพลาสติกหรือพลาสติกถูกทำให้ร้อนไปยังจุดหลอมเหลว พลาสติกของเหลวร้อนจะถูกอัดผ่านหัวฉีดและสร้างชั้นเดียวบาง ๆ บนแพลตฟอร์มการพิมพ์ตามแกน x และ y เลเยอร์นี้เย็นลงอย่างรวดเร็วและแข็งตัว หลังจากแต่ละเลเยอร์เสร็จสิ้นแพลตฟอร์มจะถูกลดลงและพลาสติกหลอมเหลวมากขึ้นจะถูกฝากไว้ทำให้ชิ้นส่วนเติบโตในแนวตั้งตามแกน Z

2. เครื่องพิมพ์ SLA 3D คืออะไร?

Stereolithography (SLA) เข้าสู่ตลาดในปี 1980 และได้รับการรับรองอย่างรวดเร็วโดยผู้ผลิตบริการและ บริษัท ผลิตภัณฑ์ผู้บริโภคที่หลากหลาย แทนที่จะเป็นเส้นใยเครื่องพิมพ์ SLA 3D ใช้ photopolymers ซึ่งเป็นวัสดุที่ไวต่อแสงที่เปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพเมื่อสัมผัสกับแสง แทนที่จะทำงานผ่านหัวฉีดแบบอัดรีดเครื่องพิมพ์ SLA ใช้เลเซอร์เพื่อทำให้เรซินของเหลวแข็งตัวเป็นชิ้นส่วนที่เป็นของแข็งผ่านกระบวนการที่เรียกว่า photocuring
กระบวนการพิมพ์ที่ไม่ซ้ำกันนี้สามารถผลิตชิ้นส่วนความละเอียดสูงที่มี isotropic และกันน้ำ Photopolymers เป็นวัสดุเทอร์โมเซตซึ่งหมายความว่าพวกเขาทำปฏิกิริยาแตกต่างกันไปตามวัสดุเทอร์โมพลาสติก เช่นเดียวกับ FDM เครื่องพิมพ์ SLA มีให้เลือกหลายขนาดความเข้ากันได้ของวัสดุและช่วงราคา

2.2 เครื่องพิมพ์ SLA 3D ทำงานได้อย่างไร?
SLA ใช้เรซิน photopolymer เป็นวัตถุดิบสำหรับชิ้นส่วน Photopolymers ต้องการแสงอัลตราไวโอเลตที่เข้มข้นจากเลเซอร์ถึงชุดซึ่งเป็นแนวคิดหลักของ SLA การสร้างเกิดขึ้นบนแพลตฟอร์มที่แช่อยู่ในเรซิน เลเซอร์เหนือถังนำโดยกระจกที่มีความแม่นยำรักษาเลเยอร์เรซินเหลว - โดย - ชั้นเพื่อสร้างรูปร่างชิ้นส่วนที่ต้องการ ขั้นแรกโครงสร้างการสนับสนุนถูกสร้างขึ้นเพื่อยึดชิ้นส่วนเข้ากับแพลตฟอร์มและให้การสนับสนุนที่เหมาะสม หลังจากผ่านไปแต่ละครั้งใบมีด recoater จะแบ่งความตึงผิวของเรซิ่นเหนือชิ้นส่วนและจัดหาวัสดุเพิ่มเติม ชิ้นส่วนถูกสร้างขึ้นจากล่างขึ้นบน

3. คุณสมบัติของวัสดุของ SLA และ FDM

4.CHARACTIONS ของเครื่องพิมพ์ SLA และ FDM 3D

4.1 ฟีเทอร์ของเครื่องพิมพ์ SLA 3D
ความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ:

เครื่องพิมพ์ SLA ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์อัลตราไวโอเลตที่มีความแม่นยำสูงมากและสามารถกำหนดคุณสมบัติขนาดเล็กได้อย่างแม่นยำด้วยระดับความละเอียดที่สามารถเข้าถึงความหนาของกระดาษพิมพ์ได้ เมื่อทำชิ้นส่วนด้วยโครงสร้างที่ดีจำนวนมากเช่นอุปกรณ์ microfluidic และรุ่นที่ทำด้วยมือที่ละเอียดอ่อนมันสามารถนำเสนอรายละเอียดทุกอย่างได้อย่างสมบูรณ์แบบเกินกว่าเทคโนโลยีการพิมพ์อื่น ๆ
วัสดุคุณภาพสูง:

มันใช้วัสดุเรซิ่นที่บ่มแสงและได้รับการรักษาอย่างรวดเร็วและเกิดจากรังสีอัลตราไวโอเลต อย่างไรก็ตามวัสดุนี้เป็นวัสดุ thermosetting และชิ้นส่วนที่ทำนั้นเปราะมากกว่าเทอร์โมพลาสติก เมื่อเวลาการเปิดรับแสงของรังสีอัลตราไวโอเลตเพิ่มขึ้นมันจะไม่เพียง แต่จะเปราะ แต่อาจจางหายไป อายุการใช้งานที่แท้จริงโดยทั่วไปเกี่ยวกับ 8-12 เดือนและส่วนใหญ่เหมาะสำหรับการใช้งานระยะสั้นหรือการผลิตครั้งเดียว
พื้นผิวที่ดีเยี่ยม:
ความสูงของเลเยอร์ของเครื่องพิมพ์ SLA เริ่มต้นที่ {{0}}. 004 นิ้ว (0.102 มม.) ซึ่งต่ำกว่าช่วงความสูงของชั้นมากมาก สิ่งนี้ทำให้การเชื่อมต่อระหว่างเลเยอร์ระหว่างกระบวนการพิมพ์แน่นมากและแทบจะไม่มีเส้นเลเยอร์ที่ชัดเจน พื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่พิมพ์มีความราบรื่นและแบนและความต้องการคุณภาพพื้นผิวสูงสามารถทำได้โดยไม่ต้องโพสต์โพสต์ที่ซับซ้อน
ข้อดีของแอปพลิเคชันเฉพาะ:
เครื่องพิมพ์ SLA มีข้อได้เปรียบที่สำคัญในด้านการสร้างต้นแบบเนื่องจากสามารถเปลี่ยนการออกแบบเป็นแบบจำลองทางกายภาพได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำตอบสนองความต้องการของการสร้างต้นแบบที่มีความต้องการสูงสำหรับรูปลักษณ์และรายละเอียด ในขณะเดียวกันเครื่องพิมพ์ SLA ก็เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดเมื่อทำชิ้นส่วนขนาดเล็กและซับซ้อนพร้อมข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับความแม่นยำและคุณภาพพื้นผิว อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่เหมาะสำหรับการพิมพ์ชิ้นส่วนที่ต้องใช้เป็นเวลานานและมักจะอยู่ภายใต้ความเครียด

4.2 คุณสมบัติของเครื่องพิมพ์ 3D FDM
วัสดุที่อุดมสมบูรณ์และต้นทุนต่ำ:
เครื่องพิมพ์ FDM ใช้วัสดุเทอร์โมพลาสติกหลากหลายชนิดรวมถึง ABS, PLA, PETG, TPU และยังสามารถใช้ PP หรือวัสดุที่เติมคาร์บอน ต้นทุนวัสดุต่ำและมีหลายสีเช่น ABS และ PLA ให้เลือก ไม่จำเป็นต้องมีการวาดภาพหรือการย้อมสีหลังจากการผลิตและวัสดุเส้นใยมักจะถูกกว่าเรซินที่จำเป็นสำหรับ SLA
ต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานต่ำ:
FDM ไม่จำเป็นต้องไม่มีโครงสร้างพื้นฐานเพิ่มเติมยกเว้นเครื่องเอง ซึ่งแตกต่างจากเครื่องจักรอุตสาหกรรม SLA ซึ่งต้องการสถานีประมวลผลเพื่อลบเรซินที่ไม่ได้รับการตรวจสอบและ UV หลังการจับเพื่อล็อคคุณสมบัติเชิงกล FDM จะบันทึกขั้นตอนเหล่านี้และลดค่าใช้จ่ายอย่างมาก ซอฟต์แวร์การพิมพ์ FDM รองรับชิ้นส่วนที่โพรงออกมาในระหว่างกระบวนการสร้างและแทนที่การตกแต่งภายในที่เป็นของแข็งด้วย lattices ลดการใช้วัสดุและลดต้นทุน
ชิ้นส่วนที่ทนทาน:
เมื่อใช้วัสดุเช่น ABS หรือไนลอนชิ้นส่วน FDM มีความทนทานมากกว่าที่ทำโดย SLA ชิ้นส่วน SLA มีความไวต่อแสงเนื่องจากวิธีการผลิตและพวกเขามักจะจางหายไปและเปราะเมื่อสัมผัสกับแสงในขณะที่ชิ้นส่วน FDM ไม่มีปัญหานี้
มีข้อ จำกัด การพิมพ์:
ทิศทางการพิมพ์ FDM มีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติเชิงกล ไม่มีการทับซ้อนระหว่างเลเยอร์และชิ้นส่วนมีแนวโน้มที่จะแตกตามเส้นเลเยอร์ เมื่อออกแบบจำเป็นต้องเข้าใจทิศทางแรงเพื่อหลีกเลี่ยงแรงหลักที่ดึงเลเยอร์ออกจากกัน ประสิทธิภาพความงามไม่ดีเท่าวิธีการพิมพ์ 3 มิติอื่น ๆ เส้นเลเยอร์นั้นชัดเจนและจำเป็นต้องมีการโพสต์การประมวลผล การระบายความร้อนด้วยลวดจะทำให้เกิดข้อ จำกัด ทางเรขาคณิต 90- ชิ้นส่วนมุมองศามีแนวโน้มที่จะแปรปรวนและยื่นออกมามุมต่ำมีแนวโน้มที่จะลอกออกทำให้เกิดพื้นผิวที่ขรุขระ

5. เมื่อใช้ SLA และ FDM

แนะนำคุณสมบัติทางเทคนิคสองประการและสถานการณ์ที่ใช้บังคับเพื่อให้การอ้างอิงสำหรับการเลือก:

เทคโนโลยี SLA:
ตามหลักการของการถ่ายภาพด้วยแสงเลเซอร์อัลตราไวโอเลตใช้เพื่อรักษาเรซินเหลวสำหรับการขึ้นรูป
ข้อดี:ความแม่นยำสูงความสามารถที่ยอดเยี่ยมในการนำเสนอเรขาคณิตที่ซับซ้อนและละเอียดและคุณสมบัติเล็ก ๆ พื้นผิวเรียบใกล้กับพื้นผิวของชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปและการปั้นระยะสั้นที่รวดเร็ว
สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง:ชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำในการผลิตเช่นต้นแบบเครื่องประดับและส่วนประกอบไมโครฟลูอิดิค การสร้างต้นแบบหรือแม่พิมพ์ที่แสดงลักษณะของผลิตภัณฑ์เช่นต้นแบบที่ปรากฏของผลิตภัณฑ์และแบบจำลองประติมากรรมศิลปะ เหมาะสำหรับการใช้งานระยะสั้นหรือครั้งเดียว

เทคโนโลยี FDM:
การให้ความร้อนและการสกัดเส้นใยเทอร์โมพลาสติกโดยเลเยอร์เพื่อสร้างวัตถุ
ข้อดี:การเลือกวัสดุที่หลากหลายและการผสมสีมากมาย อุปกรณ์เครื่องพิมพ์และวัสดุสิ้นเปลืองราคาถูก ความแข็งแรงสูงและความทนทานของชิ้นส่วนที่พิมพ์
สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง:สร้างต้นแบบหลายรุ่นในระยะแรกของการออกแบบผลิตภัณฑ์ โครงการที่มีงบประมาณ จำกัด หรือต้องการการผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่ การผลิตชิ้นส่วนการใช้งานที่มีความต้องการความทนทานสูงเช่นการติดตั้งอุตสาหกรรมและชิ้นส่วนเครื่องจักรกล
คำแนะนำในการตัดสินใจ:เลือก SLA หากคุณกำลังมองหาความแม่นยำสูงรูปลักษณ์ที่สวยงามและเวลาจัดส่งสั้น ๆ เลือก FDM หากคุณให้ความสำคัญกับความหลากหลายของวัสดุความคุ้มค่าและความทนทานส่วนหนึ่ง นอกจากนี้คุณยังสามารถใช้งานร่วมกันเช่นการใช้ SLA สำหรับการแสดงต้นแบบและ FDM สำหรับชิ้นส่วนทดสอบการผลิต