FDM vs SLA - Uitsplitsing van 3D-afdrukproces

3D-printen, ook wel additive manufacturing genoemd, wordt gebruikt om een ​​van de vele beschikbare processen te beschrijven waarbij een digitaal bestand wordt omgezet in een solide, driedimensionaal object. Een 3D-printer zal herhaaldelijk opeenvolgende lagen materiaal samenvoegen of samensmelten, waarbij de dwarsdoorsnede van het bestand wordt gevolgd totdat een fysiek object vorm krijgt.

Fused Deposition Modeling (FDM) en Stereolithography (SLA) zijn de go-to 3D-printmethoden voor zowel professionals als hobbyisten, en bieden aanzienlijke ontwerpflexibiliteit voor prototyping, algemene fabricage van onderdelen en productie in kleine oplagen. Beide zijn in staat om vergelijkbare onderdeelresultaten te produceren, maar details zijn altijd van belang bij het kiezen van het beste 3D-proces en materiaal voor de klus.

In FDM wordt gesmolten thermoplast geëxtrudeerd op een bouwplatform, waarbij laag op laag wordt versmolten, totdat een 3D-vorm ontstaat. FDM-filamenten variëren van biologisch afbreekbaar PLA-plastic tot stevige, slagvaste Kevlar-versterking, waardoor het extreem veelzijdig is voor alles, van prototypes tot industriële gereedschappen en armaturen. FDM 3D-printers kunnen ook worden aangepast, waardoor u meer keuze hebt in afdrukinstellingen en hardware-add-ons voor een groeiend aantal materialen. Met SLA volgt een UV-laser- of lichtprojector achtereenvolgens elke gesneden laag van het object, waarbij lichtgevoelige harslagen worden uitgehard tot een gehard plastic totdat een 3D-vorm ontstaat.

FDM

Voordelen van FDM

Er is een scala aan FDM-thermoplasten en filamenttypes om aan vrijwel elke industrie- of toepassingsbehoefte te voldoen. FDM 3D-printers hebben grotere bouwvolumes dan SLA-printers, waardoor ze bepaalde additieve productietaken in kleine oplagen kunnen uitvoeren, naast het maken van prototypes van kant-en-klare onderdelen en modellen op volledige grootte.

Traditionele filamenten blijven evolueren met geïntegreerde functies zoals zuur- en chemische weerstand, lage wrijving en hoge sterkte. Nieuwere FDM-filamenten bevatten gehakte vezelmengsels zoals polycarbonaat en koolstofvezel om sterke, lichtgewicht en vormstabiele onderdelen te produceren. FDM 3D-prints kunnen variëren van kleine vervangende onderdelen voor klassieke auto's tot gereedschappen en armaturen voor ruimtevaartbedrijven, waardoor het de sterkere keuze is voor objecten die mechanische functie en prestaties vereisen. Sommige FDM-printers, zoals de industriële X7-printer van Markforged, kunnen printen op een laaghoogte van 50 micron, wat typisch FDM-gedrag overwint en onderdelen produceert met minimale of geen zichtbare lagen en een gladde, gelijkmatige afwerking.

Met behulp van Markforged's desktop- of industriële serieprinters zijn configuratie-elementen zoals het selecteren van het juiste materiaal, instellingen en hardware al aanwezig, wat betekent dat er geen gebruikersconfiguratie nodig is om delaminatie, de juiste printsnelheid en onjuiste filamentafzetting tegen te gaan. Hoewel ervoor zorgen dat het onderdeel een goede kandidaat is om af te drukken, nog steeds deel uitmaakt van het proces, is het niet nodig om temperaturen of snelheden aan te passen om een ​​succesvolle afdruk te garanderen.

Meer informatie over Markforged-printers

Nadelen van FDM

Als gevolg van de lagere afdrukresoluties van FDM, worden in het algemeen soms "laaglijnen" op het oppervlak van het proces zichtbaar, zelfs bij fijne detailinstellingen. Ook wel "ribbing" genoemd, is extra polijsten en schuren vereist om zelfs maar vergelijkbaar te zijn met de gladde oppervlakken van een SLA-print. Als je sterke prototypes maakt zonder de nadruk te leggen op oppervlaktedetails, dan maakt het niet uit.

Doorgaans is het FDM 3D-printproces ook gevoelig voor temperatuurschommelingen, waardoor thermoplastisch filamentmateriaal langzamer/sneller afkoelt en oppervlaktedelaminatie veroorzaakt (laagscheiding, kromtrekken). Het FDM-proces omvat een behoorlijk aantal bewegende delen, die allemaal samenwerken om het object vorm te geven. Elk probleem met de printkop, het extrusiesysteem of de hot-end-assemblage zal uiteindelijk leiden tot problemen halverwege de print. Daarom is zorgvuldige aandacht voor afdrukinstellingen, hardware en materiaalspecificaties noodzakelijk bij het voorbereiden en snijden van uw 3D-model.

SLA

Voordelen van SLA

SLA 3D-prints kunnen resoluties van slechts 25 micron bereiken, wat resulteert in gladde, gedetailleerde oppervlakteafwerkingen die ongeëvenaard zijn door FDM en lijken op spuitgegoten onderdelen. Het is het meest geschikt voor presentatie- of 'proof of work'-conceptmodellen, organische structuren, onderdelen met complexe geometrieën, beeldjes en andere unieke vormprototypes.

Dankzij het ongelooflijk nauwkeurige uithardingsproces van de UV-laser bieden SLA 3D-prints nauwere maattoleranties. Dit komt omdat er geen thermische uitzetting is tijdens het samensmelten van lagen, waardoor het ideaal is voor uiterst nauwkeurige prototypes zoals sieradenposten, medische implantaten, ingewikkelde architecturale modellen en andere kleine componenten.

Nadelen van SLA

Vanwege de brosse eigenschappen van het uitgeharde harsmateriaal, mogen alleen SLA-harsformuleringen van technische kwaliteit worden gebruikt voor onderdelen die mechanische belasting of cyclische belastingen ondergaan. Verder zijn de meeste standaardharsen ideaal voor delicate, gedetailleerde structuren die worden gebruikt voor presentatiedoeleinden, zoals cosmetische prototypes. Er is momenteel geen SLA-hars op de markt dat qua sterkte en mechanische prestaties vergelijkbaar is met filamenten zoals polycarbonaat, nylon of andere sterke FDM-materialen.

SLA 3D-printharsen kosten doorgaans meer en leveren minder onderdelen per eenheid hars op dan FDM 3D-printfilamentspoelen. Ze hebben aanzienlijk kleinere bouwvolumes in vergelijking met FDM 3D-printers en zijn niet geschikt voor volumetaken.

FDM versus SLA

De eerste stap is om altijd te beslissen over het beste gereedschap voor de klus. FDM en SLA hebben beide hun voordelen en kunnen worden gebruikt om totaal verschillende taken uit te voeren of in combinatie met meerdelige assemblages. Als u op zoek bent naar prototypes voor fijn feature-ontwerp, dan is SLA de betere optie. Anders zal FDM veelzijdiger zijn voor onderdelen in het hele productieproces, van ontwerp tot productie tot onderhoud.