FDM 3D-natisnjeni deli (levo, natisnjeni s PLA) imajo običajno bolj grobo površino kot SLA deli (desno, natisnjeni na Form 4 z Grey Resin V5).
Vse tehnologije 3D tiskanja imajo prednosti in slabosti, kako torej veste, katera je prava za določeno aplikacijo? Pri izbiri med dvema najpogosteje uporabljenima tehnologijama 3D-tiskanja; modeliranjem s spajanjem slojev (FDM) in stereolitografijo (SLA), na koncu pretehtajo detajli v procesu tiskanja in materialnih lastnosti.
FDM je najpogosteje uporabljena vrsta 3D-tiskanja z več milijoni prodanih enot od leta 2018. Ti tiskalniki so ponavadi enostavni za učenje in poceni za uporabo. Medtem so 3D-tiskalniki SLA, ki so nekoč veljali primerni le za tiskanje delikatnih delov, sedaj pogosto uporabljajo za izdelavo delov iz visoko zmogljivih materialov.
Preveč poenostavljeno bi bilo reči, da je katera koli tehnologija univerzalno boljša ali slabša od druge. V mnogih primerih obe vrsti tiskalnikov dopolnjujeta drug drugega in bosta glede na vrsto aplikacije zadostila potrebe vsakega posameznika.
| Prednosti FDM | Področja, kjer sta obe tehnologiji primerni | Prednosti SLA | |
|---|---|---|---|
| Potek dela | Stroški materiala Preprostost naknadne obdelave Manj umazanije | Hitrost tiskanja Enostavnost odstranjevanja podpor | Nadgradljivost |
| Lastnosti 3D delov | Barvna raznolikost Lahki, votli deli Možnost dodanih ogljikovih vlaken Prava termoplastika | Žilavost Kemična odpornost Odpornost na gorenje (samougasljiv) ESD varnost Trdi elastomeri (durometer > 80A) | Temperaturna odpornost Fini detajli Polni deli Prosojnost Izotropija Gladke površine Vodotesnost Mehki elastomeri (durometer < 80A) Nizka absorpcija vlage Biokompatibilnost |
Kdaj izbrati FDM namesto SLA
Stroški materiala
Eden glavnih dejavnikov pri odločanju med FDM in SLA 3D tiskanjem so stroški materiala. FDM materiali, kot sta PLA ali PETG, so bistveno bolj dostopni kot SLA smole, saj se cene filamentov pogosto gibljejo med 20 in 50 EUR na kilogram. Nasprotno pa se stroški smole SLA lahko začnejo okoli 50 EUR na kilogram in se lahko povečajo, odvisno od vrste in kakovosti smole. Za projekte, ki zahtevajo veliko materiala, je nižji strošek FDM na kilogram lahko boljša finančna izbira.
Dodatni prihranki pri stroških materiala lahko izhajajo iz prilagoditve polnila ki ga bo vseboval natisnjen del, saj so ti zelo redko natisnjeni s 100% zapolnitvijo. To pomeni, da lahko ustvarite dele, ki so delno votli, s čimer prihranite material in zmanjšate težo, vendar z nekaterimi kompromisi glede strukturne celovitosti. Po drugi strani pa tiskanje SLA običajno proizvede popolnoma trdne dele, zaradi česar je manj učinkovito glede materiala za aplikacije, kjer trdnost ni glavna skrb.
Upoštevajte, da imajo nekateri programi za pripravo tiska SLA, kot je PreForm, vgrajeno orodje za izvotlitev delov, ki doseže enako zmanjšanje stroškov materiala kot redkejše polnilo.
Barvna raznolikost
FDM ponuja veliko večjo prilagodljivost kot SLA, ko gre za raznolikost barv. Zlasti filament PLA je na voljo v široki paleti barv, vključno z večbarvnim filamentom in posebnimi zaključki, kot so svila, mat in dele, ki se svetijo v temi. Ta sorta v mnogih primerih odpravlja potrebo po barvanju.
Smole SLA so na voljo v bolj omejenem naboru barv kot PLA, delno zato, ker so lahko fotoreaktivne komponente v smolah za 3D-tiskanje občutljive na koncentracijo pigmenta. 3D modele SLA je mogoče barvati ali premazati, obstajajo pa tudi nekateri posebni izdelki za mešanje lastne barvne smole, vendar na splošno FDM ponuja več barvnih možnosti kot SLA.
Brez pranja ali sušenja
Druga prednost FDM je preprostost naknadne obdelave. Pri FDM pridejo deli iz tiskalnika, pripravljeni za uporabo – ni potrebe po pranju ali strjevanju, kot je to potrebno pri SLA delih.
Izdelke SLA je treba oprati v izopropilnem alkoholu (IPA) ali drugih specializiranih čistilnih raztopinah, kot je Formlabs Resin Washing Solution. IPA je izjemno učinkovit pri čiščenju delov, prevlečenih s smolo, vendar ima vonj, plini pa so vnetljivi, zaradi česar je lahko neprimerna izbira za nekatera okolja, kot so domovi ali šole z majhnimi otroki. Formlabs Resin Washing Solution je negorljiva alternativa IPA, ki se lahko uporablja za potreben korak pranja.
Deli SLA lahko zahtevajo tudi utrjevanje pod UV svetlobo in toploto, da dosežejo svojo končno trdnost ali, če je material ustrezen, biokompatibilnost.
Vendar je pomembno priznati, da naknadna obdelava FDM ni vedno hitrejša. Odstranjevanje podpor iz FDM modelov je lahko težavno, doseganje gladkih površin pa lahko zahteva dolgotrajno ročno brušenje, zlasti pri zapletenih geometrijah. Toda za tiste, ki cenijo udobje, ko del izvlečejo naravnost iz tiskalnika in preskočijo kemično intenziven potek dela, je FDM pogosto boljša izbira.
Kdaj izbrati SLA namesto FDM
Visokokakovostni 3D natisnjeni deli
Za projekte, ki zahtevajo majhne detajle, gladke površine in izjemno natančnost, je SLA pogosto najboljša izbira, tudi če so potrebni višji stroški materiala in dodatni koraki naknadne obdelave. Zaradi svoje zmožnosti zagotavljanja rezultatov profesionalnega razreda je SLA dragoceno orodje za specializirane aplikacije, kjer FDM morda ne uspe.
Natančnost
SLA je pogosto najprimernejša izbira, ko je natančnost kritična. Tiskalniki SLA uporabljajo vir svetlobe, kot je laser ali diode LED, za strjevanje tekoče smole plast za plastjo, kar povzroči zelo natančne izdelke. Ta postopek proizvaja dele z ozkimi tolerancami, zaradi česar je idealen za aplikacije, kot so zobni modeli, prototipi nakita in inženirski deli, ki zahtevajo natančne dimenzije. Za primerjavo, tiskanje FDM ekstrudira staljeni filament, kar lahko privede do manjših nedoslednosti zaradi premikanja šob, adhezije plasti in krčenja materiala.
Kakovost površin
Druga pomembna prednost SLA je vrhunska kakovost natisnjenih površin. SLA natisnjeni deli imajo gladko, pol mat površino takoj iz tiskalnika. Ta gladkost je še posebej ugodna za estetske dele, kot so prototipi izdelkov, in za aplikacije, kot so medicinske naprave, kjer lahko kakovost površine vpliva na funkcionalnost. Nasprotno pa FDM natisnjeni deli ponavadi kažejo vidne črte plasti, zlasti na ukrivljenih površinah, in pogosto zahtevajo obsežno brušenje ali naknadno obdelavo, da se dosežejo primerljivi rezultati.
Majhni detajli
SLA je odlična pri ustvarjanju majhnih, zapletenih funkcij. XY ločljivost tiskalnikov SLA omogoča ustvarjanje izjemno finih podrobnosti, kot so tanke stene, ostri robovi in zapletene geometrije. Čeprav lahko FDM tiska majhne detajle, je omejen z velikostjo šobe in obnašanjem staljenega filamenta, kar lahko povzroči zaokrožitev ostrih značilk.
Popolnoma zapolnjeni 3D natisnjeni deli
SLA ustvari popolnoma zapolnjene dele, česar FDM ne zmore. Tudi pri nastavljenem 100-odstotni zapolnitvi in celo z nastavitvami tiskanja, ki so konfigurirane za prekomerno ekstrudiranje materiala, imajo deli, natisnjeni s FDM, majhne praznine, kamor ekstrudirana plastika ne pride. Posledično FDM ne more ustvariti vodotesnih, izotropnih ali optično čistih delov – SLA pa jih lahko.
Vodotesnost in zrakotesnost
Številni deli, ki delujejo s tekočinami in plini, od kolektorjev motorjev do globokomorskih robotov, morajo vzdržati visok tlak brez puščanja. Popolnoma zapolnjeni deli, ustvarjeni s 3D-tiskanjem SLA, so lahko vodotesni, v nasprotju z deli FDM, ki imajo zračne reže, ki bi jih bilo treba zapolniti ali kako drugače zatesniti, da preprečite puščanje.
Vodnik za vodotesno 3D tiskanje: Primerjava tehnologij FDM, SLA in SLS
Izotropija
Poleg tega, da niso popolnoma zapolnjeni, so FDM deli znatno šibkejši v osi Z, v primerjavi z X in Y osjo. Po drugi strani pa so SLA deli izotropni, kar pomeni, da so enako močni v vseh smereh.
Jasnost
Prosojni filamenti so na voljo za uporabo s tiskalniki FDM, vendar so zaradi majhnih praznin, ki ostanejo med ekstrudiranimi filamenti v natisnjenih delih, ti videti zamegljeni ali motni. Uporabniki so ugotovili, da zmanjšano hlajenje in počasnejše iztiskanje lahko povečata prosojnost, vendar bo med plastmi še vedno ujet zrak, ki omejuje jasnost delov.
Priročnik za 3D tisk prozornih izdelkov
Temperaturno odporni 3D natisnjeni deli
Vsi natisnjeni deli FDM, tudi tisti, narejeni s posebnim visokotemperaturnim filamentom, se stopijo pri dovolj visoki temperaturi. Večina materialov FDM je amorfnih termoplastov, kar pomeni, da se postopoma deformirajo, ko se viskoznost zmanjša pri temperaturi steklenega prehoda (pogosto napisano Tg). Nekateri materiali FDM, kot sta najlon in TPU, so semi-kristalni termoplasti, kar pomeni, da obdržijo svojo obliko, dokler niso blizu tališča, nato pa se hitro in občutno deformirajo. V vsakem primeru se bodo deli FDM vedno stopili.
Možnost sterilizacije
Temperaturna odpornost pomeni, da je dele SLA mogoče sterilizirati za uporabo v medicini in zobozdravstvu. SLA natisnjene dele je možno sterilizirati z vsemi najbolj priljubljenimi metodami sterilizacije, kot so v avtoklavu, s paro in z gama žarki.
Kalupi, matrice, orodja in pripomočki za proizvodnjo
Številni procesi preoblikovanja, vključno z brizganjem, pihanjem in termoformiranjem, potekajo pri visokih temperaturah. Orodja za te operacije so običajno narejena iz kovin, kot je aluminij, za visoko trdnost in temperaturno odpornost, vendar so strojno obdelani kovinski kalupi in matrice lahko pregrešno dragi. 3D-tiskanje lahko zmanjša dobavne čase in stroške, povezane z orodjem, zlasti za prototipna orodja ali majhne proizvodne serije.
Red Oak Fabrication je strojna delavnica v jugozahodni Iowi, ki uporablja stereolitografsko (SLA) 3D tiskanje za izdelavo šablon po meri; za desetino cene in časa CNC obdelave, ter v zapletenih geometrijah in organskih oblikah.
3D tisk varilnih šablon z Rigid 10K Resin
Čeprav niti FDM niti SLA nista splošno boljša od drugega, sta lahko zaradi prednosti in slabosti vsakega bolj ali manj primerna za različne aplikacije. Medtem ko so bili materiali SLA izpred 10 let krhki, so današnji materiali močni, žilavi in ponujajo posebne lastnosti. Ko potrebujete visokokakovostne in visoko zmogljive dele, se SLA izkaže tam, kjer druga orodja morda ne uspejo.
Vir: https://formlabs.com/eu/blog/when-to-choose-sla-vs-fdm/