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3D打印技術比較:SLA對比FDM

本文旨在比較兩種3D打印技術,SLA與FDM,在各個方面,如建築材料、成本效益、精度、表面處理及3D打印機的工業與桌面應用。

不管随着时间的推移有多少新的3D打印技术出现,树脂光固化成型 (SLA) 和热塑性材料熔融沉积成型(FDM)仍然是流行的增材制造工艺。本文的目的是对其进行全面概述和比较,这两个过程属于不同的3D打印类别。

3D打印技術基礎知識

热塑性材料熔融沉积成型(FDM)

熱塑性材料熔融沉積建模(FDM)是一種基於擠出的3D打印技術。FDM中使用的建築材料是熱塑性聚合物,以長絲形式出現。在FDM中,通過在CAD模型定義的路徑中有選擇地一層一層地沉積熔化材料來製造零件。FDM具有精度高、成本低、材料選擇多等優點,是目前世界上應用最廣泛的3D打印技術之一。

樹脂光固化成型 (SLA)

樹脂光固化成型(SLA)屬於3D打印的聚合範疇,它利用光固化熱固性樹脂來製造零件。這是一種強大的增材製造技術,能夠生產非常精確及高分辨率的零件,該等零件能夠直接用於成品、小批量生產或快速原型製造。SLA的主要優點是能夠生產出光滑的成品零件及較少的材料損耗。

3D打印的建築材料

FDM物料

Xometry擇冪科技可廣泛提供用於熱塑性材料熔融沉積建模的硬質塑料,如ABS、ASA、尼龍PA12CF、PC、PC-ABS、PC-FR、PLA、PETG、PEEK、PEKK、PA6/66、PA6-CF、HPPA-CF、HPPA-GF、ABS-GF、PET-CF、PET-GF、ULTEM 1010等等。
例如,ASA是一種具有良好耐候性的非晶態熱塑性塑膠,由於其優異的力學性能而被廣泛應用於原型製造中。此外,它有多種顏色可供選擇。

不同顏色和及飾面的ASA FDM 3D打印瓷磚實例

SLA材料

Xometry择幂科技提供硬质塑料,如8360X、9400E、Ledo6060、高韧性类ABS-进口Somos、8100、耐高温150度树脂-Therm 1、8220(类ABS)、黑色树脂等。

表面光滑的SLA 3D打印瓷磚實例

SLA對比FDM:主要比較

成本效益

SLA 3D打印

  • 比同樣廣泛用於原型的MJFFDM更昂貴:這主要源於成本高昂的光化學過程及材料。
  • 作為後處理的額外費用產生著色費用:市場上可供選擇的顏色不多。印花有灰色、黑色、白色或透明。

FDM 3D打印

  • 3D打印最經濟實惠的選擇之一:當需求是從單件到小批量時,相較於SLA或SLS等成本較高的方式,FDM是理想的選擇。
  • 建築材料更便宜,廣泛可得:與其他技術相比,它使原型製作、再原型製作及設計改進的印刷成本更低。
  • 直接彩色3D打印是可能的:着色成本亦有所降低,因為打印出來的顏色直接來自打印機,無需額外的後期處理工作。
在Xometry择幂科技上创建彩色FDM 3D打印零件

細節與精度

SLA 3D打印

  • 極薄層厚度(最小0.02毫米):使用極薄激光束,可獲得非常逼真的精細複雜特徵。
  • 打印高清晰度的小零件及非常大的零件;能夠打印各種尺寸(最大達736 x 635 x 533毫米)的零件,同時保持高精度及嚴格的公差。

FDM 3D打印

  • 層厚約0.05-0.3mm: 對於細節要求不高的原型製作而言,這是一個不錯的選擇。
  • 尺寸精度較低:由於熔化塑料的特性,FDM技術存在輕微滲液現象,因此不適合製作細節複雜的零件。

表面處理

SLA 3D打印

  • 玻璃般的表面處理:由於SLA使用樹脂材料,其表面處理可以取代由MJF或SLS製成的正常原型。 
  • 高清晰度的高質量表面處理:無論外部還是內部細節,都能完美呈現。這就是SLA在功能性原型概覽方面具有優勢的原因。

FDM 3D打印

  • 明顯可見的分層式步驟:由於FDM是通過一層一層地滴下熔融塑料來工作的,樓梯外殼更加明顯,零件表面粗糙。

一種分層式黏附機制:它使FDM零件處於非均質狀態。後處理需要使表面光滑,成本更高。

FDM(左)和SLA(右)3D打印件

材料選擇

SLA 3D打印

  • 有限的材料選擇:SLA技術只使用熱固性樹脂,這使得該技術在建築材料方面非常有限。
  • 生物相容性及食品級材料:SLA是打印醫用植入物或食品容器的最佳技術之一,使用樹脂如真矽膠。

FDM 3D打印

  • 可供選擇的塑膠長絲種類繁多:從低強度到高強度材料(PP、TPU、尼龍PA、ABS、PETG、PLA、PC按拉伸強度的高低順序排列),FDM有一系列廣泛的材料可供印刷。
  • 良好的材料可用性:該等材料經常被使用,因此很容易在市場上以低廉的價格獲得。

SLA對比FDM(在工業/桌面3D打印中)

FDM及SLA提供兩種不同的打印機:工業3D打印機及桌面3D打印機。前者廣泛應用於工業領域,如最終使用部件,後者則適合業餘愛好者及小型應用。

工業打印機比較

FDM工業3D打印SLA工業3D打印
打印機價格€€€€€€€
尺寸200 x 200 x 300毫米至914 x 610 x 914毫米2100 x 800 x 700毫米
分辨率約3-16微米約25-100微米
速度
精確度
Stratio 3D工業FDM 3D打印機
RPS工業SLA機器(來源:RPS)

台式打印機比較

FDM桌面3D打印SLA桌面3D打印
打印機價格
尺寸10 x 10 x 10毫米至200 x 200 x 200毫米145 X 145 X 175毫米
分辨率約1000微米(X-Y)約500微米(z)約25-200微米
速度中等
精確度中等中等
Stratio 3D IDEX420 3D打印機
Creality LD-002H(來源:Creality)

結論

Xometry择幂科技提供SLA和FDM服务,用于按需3D打印项目,包括原型设计和大批量制造。Xometry择幂科技拥有遍布全球上万家制造伙伴网络,最快能够在3天内交付3D打印部件。上传您的CAD文件到Xometry择幂科技IQE即时报价引擎,以获得关于SLA和FDM 3D打印的实时报价与各种制造选项。