De belangrijkste verschillen tussen FDM en SLA 3D-printtechnologieën

3D-printen is geen recente technologie zoals het lijkt, maar bestaat al vele jaren, sinds 1986 toen Chuck Hull, oprichter van 3D Systems, de eerste 3D-printer registreerde. Dit was een 3D SLA-printer (StereoLithoGraphy), die een hars gebruikt die uithardt door fotopolymerisatie wanneer een laserbundel het raakt. Slechts twee jaar later bracht Scott Crump, oprichter van Stratasys, de eerste 3D FDM-printer (Fused Deposition Modeling) op de markt, momenteel het bekendste type 3D-printer in de consumentenmarkt.

De werking van beide is vergelijkbaar; beide typen 3D-printtechnologieën produceren onderdelen laag voor laag. De FDM deposeert materiaal over het hele oppervlak van de laag waarin het zich bevindt, terwijl de SLA de hars direct uithardt dankzij een laserbundel.

Hoofdverschillen tussen 3D FDM- en SLA-printers

Materialen en kleuren

De meest gebruikte materialen met FDM-printers zijn PLA en ABS, hoewel het steeds vaker voorkomt om geavanceerde materialen te gebruiken zoals PETG, Nylon en mengsels zoals PC-ABS of PLA met vezels. De variëteit aan materialen is elke dag groter, zowel in typen materialen als kleuren.

De meeste FDM-printers gebruiken standaard spoolmodellen die door fabricanten worden geleverd met filamentdiameters van 1,75 mm of 2,85 mm. De diameter van het filament wordt bepaald door de fabrikant van de FDM-printers volgens het type beweging (Cartesiaans of delta) en het type extruder.

Afwerkingsprecisie

Met FDM-printers is het normaal om goede afwerkingen te krijgen met laagdiktes van 0,1 mm, mits de geprinte delen geen zeer complexe vormen of kleine afmetingen hebben. In die gevallen wordt deze technologie beperkt door de diameter van de uitmonding om de minimumdikte te realiseren. Bij het gebruik van supports van hetzelfde materiaal als het deel, is de oppervlakteafwerking meestal niet uniform, wat een na-verwerking in het contactoppervlak van de supports vereist. Een oplossing voor dit nadeel is het gebruik van oplosbare supportmaterialen zoals PVA of HiPS.

Bij printers met SLA-technologie is de printprecisie zeer hoog, zelfs met complexe vormen, omdat de diameter van de laser die de hars uithardt erg klein is. Bijvoorbeeld, de Form 2 SLA-printer kan delen maken met laagdiktes van 0,025 mm, wat direct eind- en functionele delen oplevert. De nauwkeurigheid is zo groot dat de Form 2 in staat is sieraden- en tandtechnische toepassingsmodellen in volledige detail te maken.

Aanhechting / verwijdering van supports

Hoewel er een grote variëteit aan materialen is voor FDM-printers, is aanhechting aan de basis meestal geen probleem, vooral omdat er zeer effectieve producten zijn (Magigoo, PrintFix, DimaFix...) die helpen bij aanhechting. Zelfs voor materialen die zeer gevoelig zijn voor warping, zoals PP, bestaat al de Smart Stick die het probleem oplost zonder PP-zeefband te hoeven gebruiken. Het verwijderen van elk materiaal van de basis van een FDM-printer is heel eenvoudig, zo eenvoudig dat de overgrote meerderheid van de keren met de hand kan worden gedaan.

Voor de supports in FDM-printen worden meestal oplosbare materialen gebruikt (HiPS of PVA) die heel gemakkelijk te verwijderen zijn. In het geval van HiPS lost het op in D-Limoneen en PVA in water. Deze materialen zijn heel praktisch, vooral wanneer je objecten met complexe vormen of interne kanalen wilt maken, waar handmatige na-verwerking niet kan komen.

Bij SLA-printtechnologie is aanhechting nooit een probleem, maar er is meer toewijding nodig bij het verwijderen van delen van de printbasis. Deze zitten meestal zo vast aan de basis dat een speciale spatel nodig is om ze los te maken. Bovendien is de basis na een print geïmpregneerd met hars, wat tijd kost om te reinigen.

In het geval van SLA-printers is er geen printen met twee verschillende materialen, wat betekent dat de supports handmatig moeten worden verwijderd met tangen en zelfs een na-verwerking moet worden toegepast om ze volledig te verwijderen.

Na-verwerking

Na het printen op een FDM-printer is alleen de na-verwerking nodig om de supports te verwijderen, zoals uitgelegd in de vorige sectie. Materialen zoals ABS, Smartfil E.P. en vele meer kunnen geschuurd worden om een betere oppervlakteafwerking te verkrijgen.

Echter, wanneer je een deel op een SLA-printer klaar hebt geprint, moet je de oppervlaktelaag van ongeharde hars verwijderen in een isopropylalcoholbad of in een wasstation zoals de Form Wash. De meeste harsen kunnen geschuurd en geschilderd worden zodra ze volledig uitgehard zijn.

Conclusie

In dit geval is de toepassing van elke 3D-printtechnologie heel duidelijk; FDM-printers zijn ideaal voor economische en snelle prototypes, die geen grote oppervlakteafwerking of exacte precisie in hun metingen nodig hebben, hoewel er FDM-printers met hoge precisie en afwerking bestaan.

FDM-printers zijn ook erg nuttig om direct functionele delen te verkrijgen dankzij de grote variëteit aan materialen die bestaan. Aan de andere kant worden SLA-printers aanbevolen voor delen of objecten die een uitstekende afwerking met exacte metingen vereisen, op niveau van eindproducten, maar met prototype-doeleinden, die niet aan spanningen of belasting worden blootgesteld.

Momenteel hebben FormLabs en UniZ 3D-printers en harsen ontwikkeld die de markt hebben gerevolutioneerd. Formlabs heeft de nieuwe Form 3 en Form 3L, twee hars 3D-printers met een LFS (Low Force Stereolithography) werktechnologie, die de productietijd en het aantal supports verminderen bij het maken van een deel. In het geval van UniZ heeft het de SLASH- en zSLTV-reeks, 3D-printers met LED-LCD-werking die werkelijk snelle fabricages toestaan, tot 600 mm/u met werkelijk spectaculaire afwerkingen. Ten slotte hebben beide fabrikanten technische harsen die het printen van functionele einddelen van hoge kwaliteit toestaan.