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3D打印机FDM和SLA的区别在哪里?

3D打印机FDM和SLA的区别在哪里?

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【摘要】:
3D打印(3DPrinting)又叫增材制造,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或者非金属等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的通用技术。3D打印机会将数字模型进行切片处理,然后让打印头根据预先设定的轨迹在打印板上反复铺设材料并融合连续的材料层,直到最终形成立体模型。

3D打印(3D Printing)又叫增材制造,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或者非金属等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的通用技术。3D打印机会将数字模型进行切片处理,然后让打印头根据预先设定的轨迹在打印板上反复铺设材料并融合连续的材料层,直到最终形成立体模型。熔融堆积技术(FDM,Fuse Deposition Modeling)和光固化技术(SLA,Stereolithography)是目前市面上最常见的两种3D打印技术。由于两者技术发展历程久远,不论是专业人士还是业余爱好者,在接触3D打印机时一般都会以这两种技术作为入门选择,所以它们也是目前3D打印技术中最为成熟的。无论是为了原型设计,模型展示或是通用零件制造方面,虽然两者都能够为使用者打印出较为相似的零件,但在实际生产过程中应当如何选择最适用的3D工艺和材料时,还是需要注重很多细节的。下面就来对比一下这两种工艺的优缺点以及应该在何种情况下使用它们。

FDM技术的3D打印机工作原理是将熔化的热塑性塑料挤出到3D打印平台上,通过层层堆积的方式逐层铺设,直到形成最终的3D模型。使用FDM技术的3D打印机材料种类繁多,从较为常见的ABS,PLA到掺杂多种增强型粉末的复合材料,使得FDM3D打印机的应用领域非常广泛。同时由于FDM技术开源,爱好者们也可以对3D打印机进行定制化改造,这样可以根据不同需求改变打印设置和硬件附件,以适应更多特殊化场景的使用需求。而SLA技术的3D打印机则是利用UV激光器或光投射器连续地跟踪物体的每个切片层,将光敏树脂层固化成硬化塑料,直到形成最终3D模型。

 

 

FDM技术优势

FDM 3D打印机具有比SLA打印机更大的构建尺寸,除了可以对大尺寸,实用型零件和模型进行原型设计与打印以外,还可以执行小批量生产制造任务。单一种类的3D打印材料,一般具有阻力小,摩擦力小,强度高和一定的抗腐蚀特性,而复合型材料一般是指主材料中含有增强型材料粉末或短切纤维混合物的材料,如聚碳酸酯和碳纤维,可打印出更加坚固,轻质和尺寸稳定的零部件。FDM 3D打印的范围从模型展示、汽车的小型替换零件到航空航天公司的工装夹具,使其成为需要机械功能和性能的物体的更强选择。一些FDM3D打印机具有高精度打印特性,这样打印出的零件表面精度光滑,均匀,能满足一般的使用测试需求。

 

FDM技术劣势

常规的FDM3D打印机,由于打印分辨率较低,有时会在打印出的实物表面出现层纹,也称为“罗纹”。这就需要对零件进行额外的抛光和打磨,使得零件表面光洁度高。通常,FDM 3D打印过程也容易出现温度波动,导致热塑性长丝材料冷却更慢/更快并导致表面分层,常见问题是断层,零件翘曲。

 

(3D打印断层问题)

 

(3D打印翘曲问题)

 

3D打印机在打印过程中多个内部组件同时运作,打印头,挤出系统或热端组件的任何问题都会导致打印过程中间出现问题。因此,在准备和切片3D模型时,需要特别注意打印设置,硬件和材料规格的设定对3D打印实物的潜在影响。

 

光固化技术(SLA)

 

 

SLA技术优势

SLA 3D打印可以实现最低25微米的分辨率,从而实现平滑,细致的表面处理,表面细节是FDM无法比拟的,与传统注塑成型零件外观效果相似。它最适合于产品展示或概念模型制作,有机结构,具有复杂几何形状的零件,小雕像和其他独特样式的产品原型。由于采用UV激光器作为数据校准部件,SLA 3D打印机的打印误差更小。这是因为在层融合期间没有热膨胀,使其成为打印高精度模型的理想选择,例如珠宝,医疗植入物,复杂的建筑模型和其他小部件。

 

SLA技术劣势

由于固化树脂材料的脆性特征,只有工程级SLA树脂配方才能应用于承受机械应力或循环载荷的零件。除此以外,大多数标准树脂非常适用于以展示为目的的精细,高表面光洁度的产品模型。目前市场上还没有SLA树脂材料在强度和机械性能方面与聚碳酸酯,尼龙或其他坚固的FDM材料相比。此外,3D打印树脂材料成本更高。与FDM 3D打印机相比,它们的构建尺寸要小得多,并且不适合小批量生产作业。

 

应该如何合理使用两种技术

FDM和SLA各有优缺点,可用于完成不同的任务或与多部件组装构建相结合。 如果您希望制作出具备精细表面的展示性设计模型,那么SLA是更好的选择。而对于从设计,制造到后期小批量生产为主要需求的零件制造,FDM将更加适用。