FDM versus PolyJet 3D-printen:belangrijkste verschillen en vergelijkende inzichten

Fused Deposition Modeling (FDM) is een 3D-printtechnologie die gebruik maakt van een polymeerfilament om plakjes van een 3D-bestand te ‘tekenen’. Het verbindt de filamenten met elkaar door ze gedeeltelijk te smelten. PolyJet is ook een 3D-printtechnologie, maar deze werkt door met inkjet een ‘afbeelding’ van elk plakje in gemodificeerde acrylhars te printen. Deze foto wordt vervolgens volledig uitgehard met behulp van een UV-lamp die op de printkop is bevestigd. 

Een groot verschil tussen FDM en PolyJet zijn de gebruikte materialen. FDM gebruikt filamenten van gewone kunststoffen, terwijl PolyJet deze materialen simuleert met behulp van verschillende harsen. Dit resulteert in een aanzienlijk prijsverschil tussen de twee. FDM wordt ook qua resolutie beperkt door de filamentdiameter. PolyJet wordt echter alleen beperkt door de inkjetresolutie, waardoor de minimale featuregrootte 5 tot 20 keer kleiner is dan die van FDM. In dit artikel worden de overeenkomsten en verschillen tussen FDM en PolyJet verder besproken en worden alternatieven voor beide geboden.

FDM-definitie en vergelijking met PolyJet

FDM-technologie werd voor het eerst ontwikkeld in 1988 door Scott Crump. Het proces werkt door het smelten van een plastic filament in de printkop. De temperatuur wordt zo geregeld dat het plastic in een gelvorm aflevert die voldoende energie heeft om te smelten, maar niet genoeg om te stromen. De printkop vertaalt zich in het X-Y-vlak en extrudeert deze gel als een doorlopende streng. De strengen smelten samen, maar zelfs de beste printers kunnen porositeit niet voorkomen of het materiaal homogeen maken.

FDM drukt opeenvolgende 2D-plakken van een model af om een solide 3D-weergave van het bestand op te bouwen. Het mondstuk beweegt horizontaal om de strengen netjes tegen de onderliggende laag aan te pakken. FDM biedt twee grote voordelen ten opzichte van PolyJet:materiaal- en machinekosten. FDM-materiaal kost over het algemeen 1/10 zoveel per kilogram als PolyJet-hars. Bovendien zijn de machines drie tot vijf keer goedkoper.

Zie ons artikel over het FDM-afdrukproces voor meer informatie.

Kenmerk

Materiaalkosten

FDM

$10/kg tot $50/kg

PolyJet

$200/kg tot $500/kg

Kenmerk

Maximale afdrukresolutie

FDM

50 tot 500 micron

PolyJet

16 tot 45 micron

Kenmerk

Kapitaalkosten

FDM

$ 50 tot $ 250.000

PolyJet

$19.000 tot $700.000

Kenmerk

Gemakkelijk te onderhouden

FDM

Ja

PolyJet

Nee

Kenmerk

Geschikt voor het afdrukken van fijne details

FDM

Nee

PolyJet

Ja

Kenmerk

Minder materiaalverspilling

FDM

Ja

PolyJet

Nee

Tafel. FDM versus PolyJet-vergelijking

FDM versus PolyJet:technologievergelijking

FDM is een eenvoudig proces dat de algemene vorm van 3D-bestanden levert. PolyJet daarentegen is een ingewikkeldere technologie die dimensionaal nauwkeurige 3D-representaties levert, inclusief fijne details. De FDM-technologie nadert de bovengrens van de resolutie, omdat verdere verbeteringen aan het single-point-printen de printtijden tot onpraktische niveaus opdrijven. PolyJet heeft de resolutielimiet nog niet bereikt en is nog steeds in ontwikkeling.

FDM versus PolyJet:materiaalvergelijking

FDM drukt af met gewone polymeren. Voor een overstap naar een ander materiaal is slechts een snelle wijziging van de instellingen van de printer nodig, en grondstoffenleveranciers hoeven er niets speciaals aan te doen. Normaal gesproken kosten FDM-materialen tussen de $ 10 en $ 50 per kilogram. PolyJet-materialen zijn daarentegen complexe, gespecialiseerde harsen. Deze materialen kunnen de sterkte, flexibiliteit, transparantie en een reeks andere eigenschappen optimaliseren. PolyJet-materialen kosten doorgaans €200 tot €500 per kilogram.

FDM versus PolyJet:vergelijking van producttoepassingen

FDM is de voordelige optie die geschikt is voor robuuste en eenvoudige componenten. De modellen kunnen niet worden gebruikt voor fijnmechanische beoordeling, maar de afdrukken kunnen waardevol zijn als prototypeweergaven van dikkere, eenvoudiger onderdelen. PolyJet is duurder en is geschikt voor technische en cosmetische toepassingen, zoals:ontwerpcontroles vóór het gereedschap, validatie van grepen/overmolds, buigtests en assemblagekenmerken. Als ze met de hand worden afgewerkt en geverfd, kunnen PolyJet-onderdelen cosmetische en functionele onderdelen vervangen voor proef- en verkoopvoorbeelden.

FDM versus PolyJet:vergelijking van afdrukvolumes

Het bereik aan bouwvolumes voor FDM is indrukwekkend. De grootste FDM-machine (de Terabot) kan tot één kubieke meter printen. De grootste PolyJet machine heeft een tafel van 1000 x 800 mm en een bouwhoogte van 500 mm.

FDM versus PolyJet:vergelijking van oppervlakteafwerking

FDM-onderdelen tonen zichtbare laagstappen in de Z-richting, elk in het algemeen 0,2 tot 0,5 mm hoog. Dit zorgt voor een ruw oppervlak en is nog duidelijker zichtbaar op gebogen oppervlakken. PolyJet-onderdelen vertonen ook zichtbare Z-stappen, maar deze zijn tussen de 16 en 45 micron hoog, minder dan 1/10 van de stapgrootte van FDM. Handmatige afwerkingen zoals schuren en zelfs polijsten kunnen zeer gladde oppervlakteafwerkingen opleveren (tot transparantie op lensniveau).

FDM versus PolyJet:kostenvergelijking

Zowel de apparatuur als het printmateriaal zijn voor FDM veruit goedkoper dan voor PolyJet. Bij dit laatste proces wordt ook maar liefst 20-40% van de hars verspild. FDM-onderdelen worden door veel concurrerende leveranciers geproduceerd, waardoor de prijzen constant laag zijn. PolyJet-onderdelen zijn daarentegen duurder, waardoor het alleen een redelijke keuze is als de hoogste kwaliteit of de kleinste details nodig zijn.

Wat zijn de overeenkomsten tussen FDM en PolyJet?

1. FDM en PolyJet delen hetzelfde principe van Z-as-gelaagdheid met behulp van een orthogonaal printertransportmechanisme.
2. Beide bieden een reeks materiaaleigenschappen die erop gericht zijn die van vervaardigde onderdelen weer te geven. Dikke FDM-onderdelen zijn sterk in de X-Y-assen, maar zwakker in de Z-richting vanwege imperfecte versmelting tussen de lagen. PolyJet-onderdelen zijn langs alle assen even sterk vanwege de aard van de materiaaltoepassing.
3. Beide systemen zijn kantoorvriendelijk. De machines vereisen een stabiele temperatuuromgeving en goede ventilatie.

Wat zijn de andere vergelijkingen voor FDM naast PolyJet?

De volgende 3D-printtechnologieën zijn ook vergelijkbaar met FDM:

1. FDM versus FFF: FFF (fused filament fabricage) is een nauwe analogie van FDM in die zin dat het een geëxtrudeerd, verwarmd filament gebruikt om modelplakken te bouwen, waarbij gebruik wordt gemaakt van gedeeltelijk smelten om de filamenten tot een geheel te binden. Het ontbreken van een verwarmde printkamer is het grootste verschil, waardoor FFF-modellen gevoelig zijn voor restspanning en kromtrekken. Raadpleeg onze volledige gids over FDM versus FFF voor meer informatie.
2. FDM versus SLS: SLS (selectief lasersinteren) maakt gebruik van enkele van dezelfde veel voorkomende polymeren (zoals nylons) die FDM gebruikt. Maar SLS-materiaal wordt in poedervorm geleverd. Om het onderdeel te bouwen, smelt en smelt een laser het poeder selectief. Raadpleeg onze volledige gids over SLS versus FDM voor meer informatie.
3. FDM versus LOM: LOM-modellen (gelamineerde objectproductie) hebben een vergelijkbare resolutie als FDM, maar kunnen sterker zijn vanwege de lage porositeit en de goede hechting tussen de lagen.

Wat zijn de andere vergelijkingen voor PolyJet naast FDM?

De volgende 3D-printtechnologie is vergelijkbaar met PolyJet:

• PolyJet versus Multijet: Multijet Printing (MJP) maakt gebruik van dezelfde inkjettechnologie als PolyJet. Het maakt gebruik van een printkop die materialen op volgende lagen afzet. De belangrijkste verschillen tussen de twee ontstaan ​​in de nabewerkingsfasen. Het ondersteuningsverwijderingsproces van PolyJet-onderdelen bestaat uit verschillende stappen. Dit omvat het gebruik van een waterstraalsysteem en het onderdompelen van de onderdelen in een chemische oplossing. Multijetting daarentegen vereist alleen dat de onderdelen in een oven worden bewaard om de paraffinewas te smelten. Raadpleeg onze volledige gids over Polyjet versus Multijet voor meer informatie.

Samenvatting

Xometry biedt een breed scala aan productiemogelijkheden, waaronder 3D-printdiensten, spuitgieten, lasersnijden en plaatbewerking. Ontvang vandaag nog uw directe offerte.

Disclaimer

De inhoud die op deze webpagina verschijnt, is uitsluitend voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele verklaring of garantie van welke aard dan ook, expliciet of impliciet, met betrekking tot de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie. Eventuele prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en soorten materialen of processen mogen niet worden afgeleid als representatief voor wat externe leveranciers of fabrikanten via het netwerk van Xometry zullen leveren. Kopers die offertes voor onderdelen zoeken, zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke vereisten voor die onderdelen. Raadpleeg onze algemene voorwaarden voor meer informatie.

Dean McClements

Dean McClements is afgestudeerd aan de B.Eng Honours in Werktuigbouwkunde en heeft meer dan twintig jaar ervaring in de productie-industrie. Zijn professionele carrière omvat belangrijke functies bij toonaangevende bedrijven zoals Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace en Hyster-Yale, waar hij een diep inzicht ontwikkelde in technische processen en innovaties.

Lees meer artikelen van Dean McClements