【果言科技】介紹 3D 打印的兩種技術:比較 FDM 與 SLA 的分別

現時3D打印逐漸普及化及技術逐漸成熟,越來越多的產品可以自己動手列印出來,3D打印已經融入大家的生活。而3D 打印目前主要使用 FDM與SLA 兩種技術,它們的分別又在哪裡?就讓我們一起來看看吧。

FDM與SLA的分別在哪裡?

3D 打印目前主要使用 FDM與SLA 兩種技術。

FDM 是 Fused Deposition Modeling (熔融沈積建模)的縮寫。在FDM中,熱塑性塑料以分層沉積的形式,制作出3D的實物。在印刷過程中,熱塑性塑料會被高溫將材料融化成液態,通過打印頭精確地放置在打印區域。熔化的細絲然後在打印區域中逐層沉積,最後在立體空間上排列形成立體實物。

FDM 3D打印機的預算範圍可以相當廣泛,從幾百美元開始。Filament rolls (熱塑絲)相對便宜,價錢從每公斤25美元起不等。這些因素令FDM打印機在製造商和家庭用戶中廣受歡迎。

SLA StereoLithoGraphy (立體平面印刷/光固化成形的縮寫。跟 FDM 類似,SLA 也是利用堆方法製作模型。然而,SLA使用可固化的光聚合物,例如液體樹脂等,其通過施加聚焦光或UV光而被固化,形成 1 片硬質切片,接著將模型往樹脂內部沉浸,再用雷射照射硬化下一層 ,逐層構建出模型。

因為激光束的表面很小的緣故,SLA 打印機通常比 DLP 打印更慢。在DLP中,由於打印機會將一整層的圖像投影到樹脂上,DLP打印的速度更快。此外,DLP 投映機比 SLA 更易於維護,因為它的原理與商業和家用電影放映機的技術類似。

FDM vs SLA:打印耗材與顏色

FDM 打印機主要用PLA(聚乳酸)與ABS樹脂,有些甚至可以處理尼龍或者PLA複合材料(由木材,陶瓷,金屬,碳纖維等材料混合)。長絲卷的顏色選擇亦更多。

大多數 FDM 打印機可以使用標準長絲卷作為打印耗材,這些長絲卷可以從各種來源獲得兩種標準尺寸(直徑:1.75或2.85mm)。而一些打印機(例如 Zortrax M200 或 Tiko)使用專有的長絲或長絲盒。這些通常比標準卷更昂貴,但是提供更好的質量。

SLA打印機的打印耗材的選擇相對有限,因為每間公司的樹脂是專用的,所以不能使用其他製造商的打印機。而顏色的選擇絕對是有限的,舉例來說,Formlabs 只提供黑色,白色,灰色和透明樹脂。客戶需要依賴於製造商提供的供應。

用於FDM打印的標準長絲卷

FDM vs SLA:精準度和平滑度

FDM 打印機中,解像度是噴嘴尺寸和打印頭的精準度(X / Y軸)的一個因素。打印模型的精準度和平滑度也受到其他因素的影響:由於層與層之間的粘合力比SLA印刷中的粘合力為低,而上層的重量有可能會擠壓到下層,所以可能會出現許多打印問題(例如翹曲,層的偏移,層的移動,下層被壓擠等),損害了3D印刷的精準度和表面平滑度。

相對而言,SLA 打印機能夠生產更高解像度的模型,對比 FDM 打印機更為準確。而當中的原因是因為 SLA 的分辨率主要由激光或投影機的光點尺寸決定,而光點對比起相當很小。此外,在打印期間,模型被施加的較小的打印力度相對較小。因此,SLA打印出的成品表面更加平滑。 SLA打印能夠制造出FDM打印機無法打印的精確制品。

SLA打印機的精準度和平滑度更高。因此,這是許多人會考慮 SLA 打印機的主要原因。

FDM vs SLA:3D打印後的粘合/去除

當你使用 FDM 打印機後,打印機的粘合性通常是沒有問題的。這意味著打印物體可以輕鬆取出。即使物體粘在打印床上,亦可以使用調色刀輕鬆去除。

而在 SLA 打印機中,從打印平台中移除打印的模型可能是一件困難的事情,而且在打印後,平台上常常會留下許多樹脂,用家必須使用調色刀將其移除。

因此,Carbon3D 和 WASP 等製造商提出了新的想法:Carbon3D 使用氧氣在印刷模型周圍產生所謂的「死亡區」,利用氧氣去保持模型表面的樹脂硬化。而 WASP 則把投影機的位置從打印區的下方移至上方),聲稱以這種方式解決了粘附問題。

FDM vs SLA:後期處理

在 FDM 打印機上打印後,您需要用手指或切削工具卸下支架(如果型號有懸垂)和多餘的塑料。拋光、打磨都可以令成品的表面顯得更為光滑。

打印在 SLA 打印機(如Form 1+)上的型號用粘性樹脂覆蓋,必須將其泡在異丙醇(isopropyl alcohol)中去除。這就是為什麼 SLA 打印機都會配備橡膠手套:保護用家的手指免受樹脂和酒精的影響。

FDM vs SLA:3D打印成本

FDM打印機中唯一的消耗品是長絲卷打印耗材。綜上所言,大多數FDM打印機使用相同的標準絲卷,而它們的價格在過去幾年一直在下降。 1公斤基本絲卷的售價約為 25 美元,而專用絲卷成本更高。

在 SLA 打印機中,不僅打印耗材(樹脂)會被消耗。在 SLA 打印機如Form系列中,樹脂槽必須在2-3升樹脂印刷後更換。原因是樹脂槽在一段時間的使用後已經被弄髒,導致光線不再能夠精確地投影樹脂中的圖像。一個樹脂槽的成本為 59 美元。 Formlabs 重新設計了其Form 2型號,改進了它的樹脂系統,以提高樹脂槽的使用壽命。

另一個在 SLA 打印機中需要更換的組件是構建平台。當用戶在平台上移除打印模型後,平台會受到損壞。一個平台售價99美元。

而 SLA 的打印耗材(樹脂)也相當昂貴。1升標準樹脂為1 + 1和2型成本為149美元。 曾經有Form 1+用戶表示,1升樹脂可印刷的成品與1公斤FDM燈絲一樣。

FDM vs SLA:哪一種較好?

簡而言之,如果你打印的目的是以下這幾種,FDM 打印機會是一個好的選擇。

  • 快速打印原型
  • 低成本制作
  • 印刷實驗成品
  • 精準度和表面的光潔度並不重要

而如果成本並不是一個主要的考慮因素,而你需要考慮以下幾種因素,你可以考慮 SLA打印機。

  • 需要印刷複雜的細節或光滑的表面
  • 當模型的強度和耐用性並不重要時(樹脂製成的模型如果長時間暴露在陽光下可能會受到影響)
  • 製造用於鑄造的模具以促進批量生產(例如通過珠寶或玩具製造商)

 

資料來源:all3dp

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