SLA vs. FDM: confronto con le tecnologie comuni di stampa 3D

La tecnologia di stampa 3D si è sviluppata fino ad oggi ed è diventata una forza importante nel settore manifatturiero, cambiando il modo in cui i prodotti sono progettati e fabbricati. Tra le molte tecnologie di stampa 3D, SLA (stereolitografia) e FDM (modellazione di deposizione fusa) ci sono due tecnologie estremamente comuni e ampiamente utilizzate. SLA utilizza laser ultravioletti per irradiare resine fotosensibili e solidirle a livello per strato per costruire oggetti tridimensionali. Questa tecnologia può produrre oggetti fini e complessi con superfici estremamente elevate e lisce e può utilizzare materiali in resina di vari colori e trame. FDM riscalda e scioglie i filamenti di plastica, quindi deposita lo strato di materiali per strato attraverso un estrusore per formare un oggetto. Il suo principio è semplice, il costo dell'attrezzatura e il costo del materiale sono relativamente bassi e la velocità di stampa è rapida. È ampiamente utilizzato nelle famiglie, nell'istruzione scolastica, negli spazi dei produttori e nella piccola produzione industriale, ma di solito è inferiore allo SLA in termini di accuratezza e qualità della superficie. Comprendere le caratteristiche, i vantaggi e i limiti di SLA e FDM è cruciale per la selezione razionale delle tecnologie di stampa 3D appropriate in diversi settori e scenari di applicazione. Questo articolo effettuerà un'analisi comparativa approfondita di SLA e FDM, due comuni tecnologie di stampa 3D, in modo da prendere decisioni migliori nelle applicazioni pratiche.



Qual è la differenza tra la stampante 3D SLA e FDM?
1. Che cos'è una stampante 3D FDM?
1.1 Come funzionano le stampanti 3D FDM?
2. Che cos'è una stampante 3D SLA?
2.2 Come funzionano le stampanti 3D SLA?
3. Proprietà materiali di SLA e FDM
4.Caracteristiche di stampanti 3D SLA e FDM
4.1 Feature di stampanti 3D SLA
4.2 Feature di stampanti 3D FDM
5.Quando per usare SLA e FDM


1. Che cos'è una stampante 3D FDM?

La modellazione di deposizione fusa (FDM), nota anche come Fusa Filament Fabrication (FFF), è la tecnologia di stampa 3D più comune sul mercato. In genere, le stampanti 3D FDM sono dotate di estrusori singoli o doppi compatibili con filamenti termoplastici. I filamenti vengono caricati nella macchina attraverso bobine di materiale, fusi e depositati su una piattaforma di stampa riscaldata secondo una traiettoria preimpostata. I materiali si frenano in modo sincrono durante il processo di deposizione e si aderiscono l'uno all'altro per costruire una parte tridimensionale.
Le stampanti FDM hanno varie specifiche e diverse compatibilità del materiale e la fascia di prezzo varia da US $ 5, 000 a US $ 500, 000. I materiali applicabili includono materie plastiche come ABS, ASA e PLA, mentre alcune stampanti 3D più avanzate stanno iniziando a offrire materiali pieni di fibre di carbonio e nylon, che sono più forti e hanno una durata più lunga.

1.1 Come funzionano le stampanti 3D FDM?
FDM, una delle prime forme di stampa 3D, è stata inventata da Scott Crump, uno dei fondatori di Stratasys. Il principio è molto semplice, proprio come usare una pistola per colla a caldo. Una bobina di filamento termoplastico o plastica viene riscaldata al punto di fusione. La plastica liquida calda viene estrusa attraverso un ugello e forma un sottile strato singolo sulla piattaforma di stampa lungo gli assi X e Y. Questo strato si raffredda rapidamente e si indurisce. Dopo che ogni strato è stato completato, la piattaforma viene abbassata e viene depositata una plastica più fusa, facendo crescere la parte verticalmente lungo l'asse Z.

2. Che cos'è una stampante 3D SLA?

La stereolitografia (SLA) è entrata nel mercato negli anni '80 ed è stata rapidamente adottata da una vasta gamma di produttori di servizi e società di prodotti di consumo. Invece di filamenti, le stampanti 3D SLA usano i fotopolimeri, che sono materiali sensibili alla luce che cambiano proprietà fisiche se esposte alla luce. Invece di lavorare attraverso un ugello di estrusione, le stampanti SLA usano i laser per solidificare la resina liquida in parti solide attraverso un processo chiamato fotocuring.
Questo processo di stampa unico è in grado di produrre parti ad alta risoluzione che sono isotropiche e impermeabili. I fotopolimeri sono materiali termoset, il che significa che reagiscono in modo diverso ai materiali termoplastici. Simile a FDM, le stampanti SLA sono disponibili in una varietà di dimensioni, compatibilità del materiale e fasce di prezzo.

2.2 Come funzionano le stampanti 3D SLA?
SLA utilizza le resine fotopolimeri come materia prima per le parti. I fotopolimeri richiedono una luce ultravioletta intensa da un laser da impostare, che è il concetto fondamentale di SLA. La build si verifica su una piattaforma immersa nella resina. Un laser sopra il serbatoio, guidato da specchi di precisione, cura lo strato di resina liquida - per - strato per formare la forma della parte desiderata. Innanzitutto, vengono create strutture di supporto per fissare la parte alla piattaforma e fornire supporto adeguato. Dopo ogni passaggio, una lama di ricoperta rompe la tensione superficiale della resina sopra la parte e fornisce più materiale. La parte è costruita dal basso verso l'alto.

3. Proprietà materiali di SLA e FDM

4.Caracteristiche di stampanti 3D SLA e FDM

4.1 Feature di stampanti 3D SLA
Precisione ultra-alta:

Le stampanti SLA utilizzano la tecnologia laser ultravioletta con precisione estremamente elevata e possono modellare accuratamente piccole caratteristiche, con un livello di elaborazione di finezza che può raggiungere lo spessore della carta da stampa. Quando si effettuano parti con un gran numero di strutture sottili, come dispositivi microfluidici e delicati modelli fatti a mano, può presentare perfettamente ogni dettaglio, superando di gran lunga altre tecnologie di stampa.
Materiali di alta qualità:

Utilizza materiali in resina a chiusura della luce ed è rapidamente curato e formato da radiazioni ultraviolette. Tuttavia, questo materiale è un materiale di termosetting e le parti realizzate sono più fragili che termoplastiche. All'aumentare del tempo di esposizione ai raggi ultravioletti, non solo diventerà fragile, ma può anche svanire. La durata del servizio effettiva è generalmente circa 8-12 mesi ed è per lo più adatta per l'uso a breve termine o la produzione una tantum.
Ottima piattaforma di superficie:
L'altezza del livello delle stampanti SLA inizia solo a {{0}}. 004 pollici (0,102 mm), che è molto inferiore alla gamma di altezza di livello di FDM. Ciò rende estremamente stretta la connessione tra i livelli durante il processo di stampa e non esiste quasi alcuna linea di strato evidente. La superficie del prodotto stampato è liscia e piatta e i requisiti di qualità della superficie elevati possono essere raggiunti senza complessi post-poli.
Vantaggi specifici dell'applicazione:
Le stampanti SLA hanno vantaggi significativi nel campo della prototipazione, in quanto possono trasformare rapidamente e accuratamente i progetti in modelli fisici, soddisfacendo le esigenze della prototipazione con elevati requisiti per l'aspetto e i dettagli. Allo stesso tempo, le stampanti SLA sono anche la scelta migliore quando si fanno parti piccole e complesse con requisiti rigorosi sulla precisione e sulla qualità della superficie. Tuttavia, non sono adatti per la stampa di parti che devono essere utilizzate a lungo e sono spesso sottoposte a stress.

4.2 Feature di stampanti 3D FDM
Materiali ricchi e basso costo:
Le stampanti FDM utilizzano un'ampia varietà di materiali termoplastici, tra cui ABS, PLA, PETG, TPU e possono anche utilizzare materiali PP o pieni di carbonio. Il costo del materiale è basso e ci sono molti colori come ABS e PLA tra cui scegliere. Dopo la produzione non è necessario alcuna pittura o tintura e i materiali di filamento sono generalmente più economici delle resine richieste per SLA.
Basso costo dell'infrastruttura:
FDM non richiede quasi nessuna infrastruttura aggiuntiva tranne la macchina stessa. A differenza delle macchine SLA industriali, che richiedono stazioni di elaborazione per rimuovere la resina non curata e il post-curare UV per bloccare le proprietà meccaniche, FDM consente di risparmiare questi passaggi e ridurre notevolmente i costi. Il software di stampa FDM supporta le parti di cavità durante il processo di build e sostituendo interni solidi con reticoli, riducendo l'utilizzo dei materiali e riducendo i costi.
Parti durevoli:
Quando si utilizzano materiali come ABS o nylon, le parti FDM sono più durevoli di quelle realizzate da SLA. Le parti SLA sono sensibili alla luce a causa del modo in cui vengono fabbricate e tendono a svanire e diventare fragili quando esposti alla luce, mentre le parti FDM non hanno questo problema.
Ci sono limiti di stampa:
La direzione della stampa FDM ha un grande impatto sulle proprietà meccaniche. Non vi è alcuna sovrapposizione tra strati e le parti sono inclini a rompere lungo la linea di livello. Durante la progettazione, è necessario comprendere la direzione della forza per evitare la forza principale che separa gli strati; La performance estetica non è buona come altri metodi di stampa 3D, la linea di livello è ovvia e spesso è necessaria la post-elaborazione; Il raffreddamento a filo produrrà limitazioni geometriche, le parti dell'angolo di gradi 90- sono soggette a deformazioni e le sporgenze a basso angolo sono inclini a peeling, risultando in una superficie ruvida.

5.Quando per usare SLA e FDM

Introdurre due funzionalità tecniche e scenari applicabili per fornire riferimento per la selezione:

Tecnologia SLA:
Sulla base del principio della fotocuring, il laser ultravioletto viene utilizzato per curare la resina liquida per lo stampaggio.
Vantaggi:Alta precisione, eccellente capacità di presentare geometria complessa e fine e minuscole caratteristiche, superficie liscia vicino alla consistenza delle parti stampate a iniezione e modanature a breve termine rapido.
Scenari applicabili:Parti di precisione di produzione come prototipi di gioielli e componenti microfluidici; realizzare prototipi o stampi che mostrano l'aspetto di prodotti, come prototipi di aspetto del prodotto e modelli di sculture d'arte; Adatto per uso a breve o una tantum.

Tecnologia FDM:
Riscaldamento e estrusione di filamenti termoplastici strato per strato per costruire oggetti.
Vantaggi:Selezione ricca di materiali e molte combinazioni di colori; basso costo di attrezzature e materiali di consumo della stampante; Alta resistenza e tenacità delle parti stampate.
Scenari applicabili:realizzare più versioni di prototipi nella fase iniziale della progettazione del prodotto; progetti con budget limitati o che richiedono una produzione su larga scala di parti; Produce parti di uso finale con elevati requisiti di durata come apparecchi industriali e parti meccaniche.
Consiglio decisionale:Scegli SLA se stai cercando alta precisione, bell'aspetto e brevi tempi di consegna; Scegli FDM se apprezzi la diversità materiale, il rapporto costo-efficacia e la durata in parte; Puoi anche usarli in combinazione, come l'uso di SLA per prototipi di visualizzazione e FDM per le parti di test di produzione.