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3D打印技术比较:SLA对比FDM

本文的目的是比较两种3D打印技术,SLA和FDM,在各个方面,如建筑材料、成本效益、精度、表面处理和3D打印机的工业和桌面应用。

不管随着时间的推移有多少新的3D打印技术出现,立体光刻(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打印技术基础知识

塑性材料熔融沉积成型(FDM)

热塑性材料熔融沉积成型(FDM)是一种基于挤出的3D打印技术。FDM中使用的建筑材料是热塑性聚合物,以长丝形式出现。在FDM中,通过在CAD模型定义的路径中有选择地一层一层地沉积熔化材料来制造零件。FDM具有精度高、成本低、材料选择多等优点,是目前世界上应用最广泛的3D打印技术之一。

立体光刻(SLA)

立体光刻(SLA)属于3D打印的聚合范畴,它利用光固化热固性树脂来制造零件。它是一种强大的增材制造技术,能够生产非常精确和高分辨率的零件,这些零件能够直接用于最终用途、小批量生产或快速原型制造。SLA的主要优点是能够生产出光滑的成品零件和较少的材料损耗。

3D打印的建筑材料

FDM材料

Xometry是最广泛用于热塑性材料熔融沉积成型的硬质塑料之一,提供ABS、ABS ESD7、ABS M30、ASA、尼龙PA12、尼龙PA12碳填充、碳纤维增强聚酰胺12、PC-ABS聚碳酸酯、PC-ISO聚碳酸酯、PC类耐热半透明、PC-聚碳酸酯、PLA、PETG、PEEK、ULTEM 1010和ULTEM 9085。
例如,ASA是一种具有良好耐候性的非晶态热塑性塑料,由于其优异的力学性能而被广泛应用于原型制造中。此外,它有多种颜色可供选择。

不同颜色和饰面的ASA FDM 3D打印瓷砖实例

SLA材料

Xometry提供硬质塑料,如ABS SL7820、PC类耐热半透明、Xtreme聚丙烯和硅橡胶,如真硅橡胶。

表面光滑的SLA 3D打印瓷砖实例

SLA对比FDM:主要比较

成本效益

SLA 3D打印

  • 比同样广泛用于原型的MJFFDM更昂贵:这主要是来源于成本高昂的光化学过程和材料。
  • 作为后处理的额外费用产生着色费用:市场上可供选择的颜色不多。印花有灰色、黑色、白色或透明。

FDM 3D打印

  • 3D打印最便宜的选择之一:当需求是从一个单位到一个小批量,相比较更昂贵的方式,如SLA或SLS,FDM是理想的选择。
  • 建筑材料更便宜,可广泛获得:与其他技术相比,它使原型制作、再原型制作和设计改进的印刷成本更低。
  • 直接彩色3D打印是可能的:着色成本也降低了,因为打印出来的颜色直接从打印机,没有额外的后期处理工作量。
在Xometry上创建彩色FDM 3D打印零件

细节和精度

SLA 3D打印

  • 极薄层厚度(最小0.02毫米):使用非常薄的激光束,可以获得非常逼真的精细复杂的特征。
  • 打印高清晰度的小零件和非常大的零件;它可以打印各种尺寸(高达736 x 635 x 533毫米)的零件,同时保持高精度和紧密的公差。

FDM 3D打印

  • 层厚约0.05-0.3mm: 对于非常小的细节并不重要的原型制作来说,这是一个很好的选择。
  • 尺寸精度低:由于熔化塑料的性质,FDM有少量渗液特点,因此它不适合复杂细节的零件。

表面处理

SLA 3D打印

  • 玻璃般的表面处理:由于SLA使用树脂材料,其表面处理可以取代由MJF或SLS制成的正常原型。 
  • 高清晰度的高质量表面处理:外部的,以及内部的细节,都可以看得很完美。这就是SLA有利于一般概述功能原型的原因。

FDM 3D打印

  • 明显可见的分层式步骤:由于FDM是通过一层一层地滴下熔融塑料来工作的,楼梯外壳更加明显,零件表面粗糙。

一种分层式粘附机制:它使FDM零件处于非均质状态。后处理需要使表面光滑,成本更高。

FDM(左)和SLA(右)3D打印件

材料选择

SLA 3D打印

  • 有限的材料选择:SLA技术只使用热固性树脂,这使得该技术在建筑材料方面非常有限。
  • 生物相容性和食品级材料:SLA是打印医用植入物或食品容器的最佳技术之一,使用树脂如真硅酮

FDM 3D打印

  • 可供选择的塑料长丝种类繁多:从低强度到高强度材料(PP、TPU、尼龙PA、ABS、PETG、PLA、PC按拉伸强度的高低顺序排列),FDM有一系列广泛的材料可供印刷。
  • 良好的材料可用性:这些材料经常被使用,因此很容易在市场上以低廉的价格获得。

SLA对比FDM(在工业/桌面3D打印中)

FDM和SLA提供两种不同的打印机:工业3D打印机和桌面3D打印机。前者广泛用于工业应用,如最终使用部件,后者用于业余爱好者和小型应用。

工业打印机比较

FDM工业3D打印SLA工业3D打印
打印机价格€€€€€€€
尺寸200 x 200 x 300毫米至914 x 610 x 914毫米2100 x 800 x 700毫米
分辨率约3-16微米约25-100微米
速度
精确度
Stratio 3D工业FDM 3D打印机
RPS工业SLA机器(来源:RPS)

台式打印机比较

FDM桌面3D打印SLA桌面3D打印
打印机价格
尺寸10 x 10 x 10毫米至200 x 200 x 200毫米145 X 145 X 175毫米
分辨率约1000微米(X-Y)约500微米(z)约25-200微米
速度中等
精确度中等中等
Stratio 3D IDEX420 3D打印机
Creality LD-002H(来源:Creality)

结论

Xometry提供SLA和FDM服务,用于按需3D打印项目,包括原型和大批量。Xometry拥有遍布全球上万家合作伙伴网络,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打印的即时报价与各种制造选项。