FDM (filament) versus harsprinters; Welke is beter?

FDM- en Resin-printers zijn de twee meest voorkomende typen 3D-printers die momenteel op de markt verkrijgbaar zijn voor hobbyisten en liefhebbers van 3D-printen thuis, en hoewel ze allebei 3D-printers zijn, kunnen ze niet meer van elkaar verschillen.

Weten welke je moet kopen, is volgens mij uiterst belangrijk, omdat je de juiste machine voor je specifieke behoeften wilt hebben, omdat ze heel anders werken.

In dit artikel gaan we in op wat 3D-printen inhoudt, de verschillen tussen FDM- en 3D-harsprinters, welke het meest geschikt is voor elke gebruikssituatie, de bijbehorende kosten en meer!

Het korte antwoord is:FDM-printers gebruiken een plastic filament als afdrukmateriaal dat wordt gesmolten en afgezet om het object laag voor laag te creëren, terwijl harsprinters een vloeibare hars gebruiken die, meestal laag voor laag, wordt uitgehard door een ultraviolet licht dat het verhardt. Harsprinters hebben een veel hogere afdrukkwaliteit dan FDM-printers, maar dit brengt hogere kosten met zich mee, zowel wat betreft de aanschafprijs als de gebruikskosten van de machine.

Wat is 3D-printen?

3D-printen bestaat uit een proces dat begint met de digitalisering van een object, dat kan worden ontworpen met behulp van computer aided design (CAD)-software, waarmee u dat digitale model vervolgens kunt materialiseren via het gebruik van een 3D-printer, zij het FDM, een van de harsprinters of een ander soort printer.

Zodra het ontwerp is gemaakt, moet u het in plakjes snijden met behulp van een Slicer-software, die is ontworpen om het model horizontaal in meerdere lagen te "snijden" of "te snijden" en vervolgens die informatie in het g-code-formaat uit te voeren.

De printer kan die informatie vervolgens gebruiken om het model laag voor laag af te drukken, helemaal onderaan beginnen, die hele laag afdrukken en dan naar de volgende gaan, enzovoort.

FDM-technologie

Deze technologie, ook bekend als FFF (Fused Filament Fabrication), bestaat uit het gebruik van een thermoplastisch polymeerfilament dat door een extreem heet mondstuk wordt geduwd, ongeveer 200 graden Celsius, dat vervolgens smelt en het plastic op een plat oppervlak neerslaat, bekend als een bed, laag voor laag.

Harsprinters – Fotopolymerisatie in een vat

Harsprinters werken op dezelfde manier als FDM-printers, in die zin dat ze laag voor laag printen, maar al het andere is heel anders:het proces bestaat uit een vat gevuld met fotopolymeerhars dat polymeriseert wanneer het wordt blootgesteld aan ultraviolet licht, stolt en een dunne vaste laag.

Het mechanisme bevat een laser die licht uitstraalt, dat door een spiegel in het vat wordt afgebogen en de te bedrukken laag in twee dimensies trekt. Het heeft ook een platform dat van onder naar boven beweegt waar het object aan wordt "bevestigd", vergelijkbaar met de kraal van een FDM-printer, alleen ondersteboven.

Deze technologie staat bekend als stereolithografie of SLA.

Er zijn andere technologieën die hetzelfde fenomeen van polymerisatie gebruiken via de werking van ultraviolet licht, namelijk:Digital Light Processing, of DLP, en MSLA (Masked Stereolithography).

DLP is gebaseerd op het projecteren van het beeld van het onderdeel in zijn geheel. Deze projectie wordt gedaan door een reeks bewegende spiegels die het hele beeld op de hars projecteren, waardoor het hele proces sneller gaat.

MSLA, of ook bekend als LED-LCD, is een innovatie van DLP-technologie waarbij de spiegelarray wordt vervangen door een LCD-apparaat, dat de functie heeft om licht te blokkeren of door te laten waardoor de hars stolt.

Verschillen tussen filament- en harsprinters

Zoals je misschien hebt gezien in de korte beschrijving van beide technologieën, werken ze op totaal verschillende manieren en gebruiken ze ook verschillende materialen:FDM gebruikt filament dat smelt en aan de vorige laag kleeft, waardoor het model geleidelijk wordt gevormd, terwijl SLA, DLP, enz. , gebruik hars dat is uitgehard met ultraviolet licht.

Laten we nu eens kijken naar de verschillen tussen afdrukkwaliteit, de duurzaamheid van de onderdelen die ze produceren, de kosten van het een of het ander, en meer.

Afdrukkwaliteit

Wat meteen opvalt bij het bekijken van de afdrukken die door harsprinters zijn gemaakt, is de kwaliteit en precisie in de constructie van de onderdelen.

Als we verwijzen naar de hierboven beschreven technologieën, kunnen we concluderen dat in het geval van FDM-printers de laagdiktes groter zijn in vergelijking met die van harsprinters en dat ze daarom niet in staat zullen zijn om prints met zoveel detail te produceren , wat vooral opvalt bij miniaturen.

Het eindproduct van de harsprinter heeft een meer uniforme afwerking zonder zichtbare naadlijnen die gebruikelijk zijn bij FDM-printen. Afdrukkwaliteit is een van de belangrijkste verschillen tussen de twee technologieën, en harsprinters produceren in feite afdrukken met een veel hogere resolutie.

Materialen en duurzaamheid van het bedrukte deel

Een van de sterke punten tot nu toe van FDM-printen is de verscheidenheid aan materialen die op de markt verkrijgbaar zijn, aangezien je honderden verschillende filamentmerken, typen, kleuren en meer kunt vinden, maar met harsafdrukken ben je veel beperkter.

Daarnaast, en in verhouding tot het materiaal, is de algehele sterkte van de modellen die uit een harsprinter komen behoorlijk lager, om nog maar te zwijgen van het feit dat hars na verloop van tijd zal degraderen wanneer het wordt blootgesteld aan UV-licht, waardoor het onderdeel nog zwakker wordt.

Ten slotte, bij het printen van prototypes, aangezien harsprinters niet zo in staat zijn om grote modellen af ​​te drukken als FDM 3D-printers, kan het zijn dat u vrij beperkt bent en het model moet splitsen of het ontwerp volledig moet wijzigen.

Bouwvolume

Het volume van het te printen deel is ook een beperking, aangezien de harsprinter kleinere afmetingen heeft en dus een kleiner printvolume.

Het moet duidelijk zijn dat we het hebben over de consumentenmarkt, d.w.z. die printers die binnen het bereik van de meerderheid liggen, en niet die welke gericht zijn op een professionele markt.

Afdruksnelheid

De afdruksnelheid is hoger bij harsprinters omdat de te stollen laag in één keer wordt afgedrukt, dus als we meerdere modellen afdrukken, zullen harsprinters qua snelheid voorlopen op FDM-printers.

Net als bij FDM-printers, als u de afdruksnelheid nog verder moet verhogen, kunt u de instellingen van de slicer aanpassen om de laaghoogte te vergroten, en andere parameters aanpassen om de afdruk sneller te voltooien. Onthoud dat sneller afdrukken meestal een lagere afdrukkwaliteit betekent.

Nabewerking

Op het moment van het afronden van de print, in het geval van FDM, is het onderdeel over het algemeen klaar en klaar voor gebruik. Hoewel het vermeldenswaard is dat het in een paar gevallen nodig is om wat ondersteunend materiaal of zand te verwijderen om het "afgewerkt" te noemen.

Aan de andere kant zijn harsprinters niet zo eenvoudig:de onbewerkte hars moet worden verwijderd in een isopropylalcoholbad en de afdruk moet vervolgens worden uitgehard in een UV-lichtkamer (of je kunt hem in de zon laten staan). Ten slotte, vaker wel dan niet, zullen ook steunen moeten worden verwijderd.

Onderhoud

Harsprinters zijn compacter en hebben minder mechanische onderdelen om aan te passen, in tegenstelling tot FDM-printers, die elementen hebben die door gebruik onderhevig zijn aan slijtage.

U kunt bijvoorbeeld een scenario tegenkomen waarbij het mondstuk verstopt raakt en u het moet ontstoppen, of de riemen moeten mogelijk worden afgesteld of vervangen, een stuk filament kan in een van de koelventilatoren vallen en vastlopen, enz.

Bij harsprinters met DLP- of LED-LCD-technologie kan het LCD-scherm beschadigd raken en moet de FEP-film, die deel uitmaakt van de harstank, mogelijk ook zo nu en dan worden vervangen.

Over het algemeen zijn harsprinters duurder in onderhoud omdat de onderdelen die moeten worden vervangen, hoewel niet zo vaak als de onderdelen van een FDM-printer, veel duurder zijn.

Gebruiksgemak en veiligheid

Harsprinters zijn gemakkelijker te gebruiken omdat het niet nodig is om de verschillende parameters van de printer zelf aan te passen (bedvlakstelling, riemspanning, enz.), maar er moet speciale aandacht worden besteed aan het feit dat de hars vloeibaar en zeer giftig is. wees uiterst voorzichtig bij het hanteren van hars en draag de vereiste beschermende kleding.

FDM-printers daarentegen gebruiken een massief plastic filament, waardoor er geen gevaar is. FDM-printers, vooral goedkope, vereisen echter consistent onderhoud en het kan ook zijn dat u het bed om de 5 of 10 afdrukken moet waterpas zetten.

Zowel thermoplastisch polymeer als harsen produceren gassen die in sommige gevallen giftig kunnen zijn, zoals het geval is bij ABS, waarvoor in geventileerde ruimtes moet worden gewerkt.

Bovendien moeten in het geval van harsprinters en zoals ik net al zei, voorzorgsmaatregelen worden genomen omdat het materiaal vloeibaar en relatief giftig is, dus u moet met handschoenen werken om huidreacties te voorkomen, een veiligheidsbril dragen, enz.

Kosten

Ik verdeel de kosten in drie componenten:

• Verwervingskosten.
• Materiaalkosten.
• Onderhoudskosten.

De adoptie van de technologie verlaagt de kosten omdat deze op grotere schaal beschikbaar komt vanwege de groei van het aanbod. FDM loopt hierin voorop en de aanschafkosten zijn duidelijk lager, hoewel harsprinters voor thuisgebruik kunnen worden gekocht van $ 250-300 en in de loop van de tijd alleen maar goedkoper zullen worden.

Filament is ook relatief betaalbaar voor ongeveer $ 20 per spoel van 1 kg.

Aan de ene kant hebben harsprinters isopropylalcohol nodig, naast fotopolymeer, voor de laatste uitharding en afwerking en, zoals ik eerder al zei, hars is veel duurder dan filament, ongeveer 5x zoveel, en je moet de isopropyl alcohol ook, dus nu is de prijs van het gebruik van de printer nog hoger.

Ten slotte zijn de onderhoudskosten hoger voor harsprinters, omdat de onderdelen die moeten worden vervangen veel duurder zijn dan die van een FDM-printer, zoals het FEP-vel, dat over het algemeen elke 20 tot 30 afdrukken moet worden vervangen of wanneer het blijkt gebruikssporen.

FDM-printers daarentegen hebben niet echt preventief onderhoud nodig, maar omdat ze veel mechanische onderdelen hebben en vaak schade oplopen die een aanzienlijke tijdsinvestering vereist.

Welke technologie kiezen?

Het kiezen van de juiste printer is niet zo eenvoudig, maar als u afdrukkwaliteit belangrijker vindt dan al het andere, zou ik u aanraden om voor een harsprinter te gaan, maar laten we hier even over nadenken:

Ten eerste moeten we het probleem dat we moeten oplossen duidelijk kunnen identificeren en ten tweede moeten we onze functionele of niet-functionele behoeften kennen.

Hier is een praktisch voorbeeld:

Stel dat we op kleine schaal functionele elektronische apparaten willen ontwikkelen, waarvoor een soort container nodig is om het circuit te huisvesten en tegelijkertijd een extra functioneel mechanisme.

Ik zou willen voorstellen om een ​​lijst met criteria samen te stellen waarmee we vervolgens het belang van de kenmerken die we willen dat ons model heeft, kunnen wegen en elk van hen een waarde kunnen geven om beter te bepalen welke printer we moeten krijgen, afhankelijk van de resultaten:

Dit is slechts een startpunt waarmee u objectiever kunt nadenken over de voor- en nadelen van de verschillende technologieën en waarmee u tot een meer redelijke conclusie kunt komen.

Vooralsnog bieden harsprinters een veel hoger detailniveau in vergelijking met FDM-printers en kunnen ze batches zelfs veel sneller afdrukken. Dit alles brengt echter hogere kosten met zich mee, zoals het omgaan met vloeibare hars, het kopen en gebruiken van beschermende kleding, het gebruik van IPA, enz.

Conclusie

Beide technologieën hebben hun voor- en nadelen en enkele onderscheidende kenmerken. Wat als harsprinters goedkoper worden, een groter afdrukvolume en een verscheidenheid aan materialen bieden? Welnu, ik denk dat dat de komende jaren gaat gebeuren en dat harsprinters langzaamaan een groter marktaandeel zullen veroveren.

Zonder in te gaan op een uitputtende analyse van de evolutie van lichtuithardende technologie in een vat, is het duidelijk te zien dat deze printers langzaam maar zeker hun weg naar de markt hebben gevonden en ook steeds goedkoper worden, en ik denk dat de toekomst van hars afdrukken ziet er vrij helder uit.

Momenteel zijn er in de professionele markt printers zoals de Form 3L die een deel van de beperkingen in dit artikel oplossen, maar deze worden niet weerspiegeld in de goedkopere modellen of voor thuisgebruik, omdat het duurdere printers zijn die zijn ontworpen voor grotere operaties .

Nu, hoewel de toekomst van harsprinters er erg goed uitziet, denk ik echt dat FDM-printers, althans voor de meeste mensen die geïnteresseerd zijn in 3D-printen, beter zijn omdat ze niet dezelfde voorzorgsmaatregelen vereisen om te werken als harsprinters, aangezien hars giftig is en je moet heel voorzichtig zijn bij het gebruik ervan.