Порівняння технологій 3D-друку: FDM, SLA, SLS

За допомогою 3д друку можна значно заощадити час і матеріальні ресурси під час виробництва товару. Цю технологію вже давно і успішно застосовують при виробництві прототипів, пристроїв, концептів, а іноді навіть деталей для кінцевого споживання у виробництві.

За останні кілька років 3D-принтери з високою роздільною здатністю стали більш доступними, простими у використанні та більш надійними. В результаті технологія стала доступною для більшої кількості компаній, але вибір між різними конкуруючими рішеннями для 3D друку може бути складним.

Яка технологія підходить для конкретного застосування? Які матеріали доступні? Яке обладнання та навчання вам потрібно, щоб почати? Як щодо витрат та повернення інвестицій?

У цій статті ми докладніше розглянемо три найвідоміші на сьогоднішній день технології для 3д друку пластиків: плавлення пластикового прутка (FDM), стереолітографія (SLA) і селективне лазерне спікання (SLS).

Плавлення пластикового прутка (FDM)

Моделювання методом FDM є формою 3D-друку, що найбільш широко використовується на споживчому рівні, чому сприяє поява любителів 3D-принтерів. 3д-принтери FDM виготовляють деталі шляхом плавлення та екструзії термопластичної нитки, яку сопло друку наносить шар за шаром.

FDM працює з рядом стандартних термопластів, таких як ABS, PLA та їх різними сумішами. Цей метод добре підходить для базових моделей, перевірки концепції, а також швидкого та недорогого створення прототипів простих деталей.

Деталі, надруковані технологією FDM, мають тенденцію мати видимі лінії шарів і можуть показувати неточності навколо складних елементів. Цей приклад був надрукований на промисловому 3D-принтері Stratasys uPrint FDM з розчинними підтримками (ціна машини - 15 900 $)

FDM має найнижчу роздільну здатність і точність порівняно з SLA або SLS і не є найкращим варіантом для друку складних конструкцій або деталей зі складними функціями. Більш високу якість можна отримати за допомогою хімічних і механічних процесів полірування. У промислових 3D принтерах FDM використовуються розчинні підкладки для пом'якшення деяких цих проблем і пропонується ширший асортимент конструкційних термопластів, але вони також коштують дорого.

Стереолітографія (SLA)

Стереолітографія була першою у світі технологією 3D-друку, винайденою в 1980-х роках, і досі залишається однією з найпопулярніших технологій для професіоналів. SLA використовує лазер для затвердіння рідкої смоли.

https://www.youtube.com/watch?v=8a2xNaAkvLo

Деталі SLA мають високу роздільну здатність та точність, найчіткіші деталі та гладку поверхню з усіх технологій пластикового 3D друку, але головна перевага стереолітографії полягає в його універсальності. Виробники матеріалів створили інноваційні склади смол SLA з широким спектром оптичних, механічних та термічних властивостей, які відповідають властивостям стандартних, технічних та промислових термопластів.

Деталі SLA мають гострі краї, гладку поверхню та мінімальні видимі лінії шарів. Цей приклад частини було надруковано на настільному 3D-принтері Formlabs Form 2 SLA

SLA - чудовий варіант для високодеталізованих прототипів, що вимагають жорстких допусків та гладких поверхонь, таких як форми, візерунки та функціональні деталі. Стереолитографія широко використовується в різних галузях промисловості: від машинобудування та проектування виробів до виробництва, стоматології, ювелірних виробів, створення моделей та для освіти.

Селективне лазерне спікання (SLS)

Селективне лазерне спікання є найпоширенішою технологією адитивного виробництва промислового застосування.

У 3Д принтерах SLS використовується потужний лазер для плавлення дрібних частинок полімерного порошку. Нерозплавлений порошок підтримує деталь під час друку та усуває необхідність у спеціальних опорних конструкціях. Це робить SLS ідеальним для складної геометрії, включаючи внутрішні деталі та тонкі стіни. Деталі, виготовлені з використанням SLS-друку, мають відмінні механічні характеристики, міцність яких нагадує міцність деталей, відлитих під тиском.

Деталі SLS мають злегка шорстку поверхню, але практично не мають видимих ​​ліній шарів. Цей приклад надруковано на настільному 3D-принтері Formlabs Fuse 1 SLS

Найбільш поширеним матеріалом для селективного лазерного спікання є нейлон, популярний інженерний термопласт із чудовими механічними властивостями. Нейлон легкий, міцний і гнучкий, а також стійкий до ударів, хімічних речовин, нагрівання, ультрафіолетового випромінювання, води та бруду.

Поєднання низької ціни на деталь високої продуктивності робить SLS популярним вибором серед інженерів для функціонального прототипування та економічно вигідною альтернативою інжекційному лиття для обмеженого виробництва.

Порівняємо технології FDM, SLA та SLS

Кожна технологія 3д-друку має свої сильні та слабкі сторони, вимоги та підходить для різного застосування. У наведеній нижче таблиці наведено деякі ключові характеристики.

Витрати та повернення інвестицій

Зрештою, ви повинні вибрати технологію, яка найбільше підходить для вашого бізнесу. В останні роки ціни значно впали і сьогодні всі три технології доступні в компактних системах.

Розрахунок витрат не закінчується початковими - обладнання. Матеріальні та трудові витрати істотно впливають на вартість кожної деталі залежно від застосування та ваших виробничих потреб.

Ось докладна розбивка за технологією:

Дізнайтесь більше про 3D-друк

Прототипи оправи лижних окулярів, надруковані за технологією FDM, SLA та SLS (зліва направо).

Ми сподіваємося, що ця стаття допомогла вам зосередитись на пошуку кращої технології 3D друку для ваших потреб.

Вивчіть наші додаткові ресурси, щоб освоїти тонкощі 3д-друку, і заглибитися в кожну технологію, дізнатися більше про конкретні системи 3D-друку Ви можете у нашому підручнику.

Оригінал статті Ви можете переглянути на офіційному сайті Formlabs.