SLA vs. FDM:比较常见的3D打印技术

发布于2019年10月22日史蒂夫Konick

增材制造,特别是现代制造3 d打印技术自1983年开始发展以来,它已经走过了漫长的道路。如今的3d打印部件可以实现高分辨率和高公差。两种比较常见的技术是有限元(SLA)和熔融沉积建模(FDM)。虽然两者都出现在20世纪80年代,但它们使用明显不同的方法来制造零件,因此,最终零件各自提供不同的好处。

有限元
SLA部件采用Protolabs的MicroFine Gray™树脂制成,可实现微精度分辨率。

SLA是如何工作的?

SLA使用光聚树脂作为其部件的原材料。光聚合物需要来自激光的强烈紫外线才能固化,这就是SLA背后的核心思想。建筑是在树脂浸没的平台上进行的。一个激光装置位于容器上方,在精密反射镜的引导下,将液体树脂熔合,一次一层硬化,以达到所需的零件形状。支撑结构是创建的第一层,确保部件牢固地固定在平台上并得到充分的支持。每通过一次,一个重压叶片打破树脂表面张力以上的部分。然后从下往上建造这个部件。

FDM是如何工作的?

FDM是3D打印最早的形式之一,由Stratasys的创始人之一斯科特·克伦普发明。概念很简单——很像使用热胶枪。热塑性纤维或塑料线轴被加热到熔点。热的液体塑料通过喷嘴在构建平台上沿X轴和Y轴形成薄的单层。这一层很快冷却变硬。随着每一层的完成,平台降低,并沉积额外的熔融塑料,垂直(沿Z轴)生长部分。

SLA和FDM的材料特性

过程 工作原理 强度 完成 常见的材料
SLA Laser-cured光敏聚合物 2500 - 10000 (psi)
17.2 - -68.9 (MPa)
添加层为0.002-0.006英寸。(0.051 - -0.152毫米)典型 类似于ABS, PC和PP的热塑性光敏聚合物
FDM 熔融挤出 5200 - 9800 (psi)
35.9 - -67.6 (MPa)
0.005-0.013英寸的添加层。(0.127 - -0.330毫米)典型 Abs, pc, pc / Abs, ppsu, peek, ultem
FDM流程示例
在这个FDM部分,层线是可见的。照片:3 dhubs.com

这两种技术都不能制造出像注塑成型那样坚固的零件,但它们适用于快速成型。SLA的薄层和层之间的强粘合使其部件更光滑,沿着Z轴(构建的方向)有最小的条纹。

SLA的考虑

如果细节和表面光洁度对您的零件很重要,那么SLA轻松击败FDM。在某种程度上,由于其根植于激光技术,SLA部件可以提供令人难以置信的精细细节,但价格具有竞争力。此外,SLA紫外光固化工艺避免了由热压缩先前绘制的层引起的FDM问题。同样重要的是,SLA提供了许多额外的功能完成选择,如染色和变形。

对于SLA,有三个分辨率水平从中选择,范围从0.004英寸。(0.1016毫米)至0.001英寸。(0.0254mm)为层厚。选择其中一种不仅会影响零件质量,还会影响制造时间。最小特征尺寸可以小到0.0025英寸。(0.0635mm)在XY平面和0.008英寸。(0.2032mm)。

SLA部件的一个重要问题是它们对光的敏感性。作为光聚合物,它们可以在暴露于紫外线(如阳光)下降解。添加一层保护涂层可以减缓这一过程。

MicroFine™是Protolabs独有的灰色和绿色材料。这种类似abs的微分辨率材料可以打印极薄的层:只有0.001英寸。(0.0254毫米)。这种精度是构建具有许多小特征细节的部件的先决条件,并且经常用于小型和高度精确的医疗部件。

FDM的考虑

FDM使用工程级材料(见上图),并提供一系列颜色选择。对于一些FDM打印机,零件可以大到427英寸。x153英寸。x172英寸。(10,845.8毫米x3,886.2毫米x4,368.8毫米)。本质上,它取决于构建空间的大小。此外,FDM部件价格适中,使其成为爱好者,牙科诊所和教室的理想选择。

FDM的公差取决于机器的设置方式,但可以小到+/-0.0035英寸。(+ / - -0.0015毫米)。层的厚度取决于你使用的材料,有些打印机可以打印到0.001英寸的厚度。(0.0254mm),尽管这将导致较长的打印时间,可能不可能与较大的部件。

由于温度会影响芯材,FDM零件的外边缘会出现波纹,因为新层会落在之前的层上。这些z轴问题也会导致构建中的弱点。所以,一个零件的强度完全取决于它的制造方向。

FDM不能很好地处理宽而平的区域,并且难以打印尖角,因此在设计中添加鱼片是有意义的。由于所有这些原因,当精度和表面光洁度不重要时,使用FDM进行原型设计效果很好。

虽然FDM的成本较高,但SLA还是很有竞争力的,尤其是对于设计复杂的化妆品原型。这也是一个去创建形式的注射成型和铸造过程。beplay体育下载ios

何时使用SLA和FDM

考虑到所有这些因素,这里列出了何时使用这两种方法。

使用SLA

  • 快速,复杂的原型
  • 当精密和光滑的表面光洁度是重要的
  • 当需要高分辨率、精细细节和准确性时
  • 铸造模具,便于批量生产
  • 当模型的强度和耐久性不重要时(树脂制成的模型在长时间暴露在阳光下时可能会受损)

用FDM

  • 为原型
  • 当需要选择颜色时
  • 对于低成本车型
  • 当精度和表面光洁度不重要时
  • 为爱好者和创客项目
SLA尾灯与红色油漆完成
SLA制作了这款清晰的红色尾灯,表面光滑,并自定义后期制作绘画。

如需更多帮助,请致电877-479-3680或联系Protolabs应用程序工程师(电子邮件保护).为了让你的下一个设计项目今天开始,简单上传3D CAD模型为一个互动报价在几个小时内。